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土木吧丨单边连接的单角钢为何要乘以折减系数?

作者:火狐体育在线登录 来源:火狐体育全站APP 时间:2022-09-29 09:17:04


  桁架的单角钢腹杆,当以一个肢连接于节点板时(图7.6.1),除弦杆亦为单角钢,并位于节点板同侧者外,应符合下列规定:

  1 轴心受力构件的截面强度应按本标准式(7.1.1-1)和(7.1.1-2)计算,强度设计值应乘以折减系数0.85。

  式中:λ――长细比,对中间无联系的单角钢压杆,应按最小回转半径计算,当λ<20时,取λ=20;

  从《钢标》可以看出,对于单边连接的单角钢,无论是强度还是稳定计算,都要乘以一个折减系数。为啥呢?

  单角钢因其良好的连接性能,在钢结构屋架、塔架中得到广泛应用。一般用作轻型桁架腹杆的单角钢,端部靠在节点板(弦杆的腹板)一侧,用焊缝或螺栓相连接,构造十分简便。

  然而,简便的构造却造成了复杂的受力情况,它属于双向压弯构件。荷载从节点板或弦杆的腹板传来,不经过杆件截面的形心,造成力的偏心。单角钢截面的2个主轴即W轴和z轴不在桁架平面内,而是有一斜角,以至于荷载对2个主轴都有偏心[图1(c)]。更有甚者,由于失稳时截面绕哪个轴转动不易确定,杆件端部的约束程度难以估计。

  上述情况使得确定这类压杆稳定承载能力的精确计算十分复杂。设计工作者普遍认为这样的简单构件不值得耗费很多时间来精确计算。不同的国家采用了不同的简化方法。

  一种方法是忽略杆端存在的转动约束,按两端铰接的双轴偏压的一般公式计算,早期的美国房屋钢结构设计规范曾经采用过。这种方法既不够简便,又因忽视端部约束而偏于保守。

  另一种方法是简化为单轴偏压杆件来计算,弯矩以平行于连接肢的z轴为准,此轴虽然不是截面主轴,但可以套用绕主轴弯曲的压杆的计算公式。由于弯矩的效应受到约束的影响,难于恰当确定其值,致使这种方法没有得到推广。

  最简单的方法是把单边连接的单角钢压杆按照轴心压杆来计算其稳定承载力,国内外规范多将其作为轴压杆设计,并考虑荷载偏心及端部约束的影响,乘以一个折减系数η。