钢结构：格构式轴心受压构件缀件设计

4.6.4.1　格构式轴心受压构件的剪力

格构式轴心受压构件绕虚轴弯曲时将产生剪力V＝d M/d z，其中M＝Nv，如图4.24所示。考虑初始缺陷的影响，经理论分析，规范采用以下实用公式计算格构式轴心受压构件中可能发生的最大剪力设计值V，即

图4.24　格构式轴心受压构件的弯矩和剪力

为了设计方便，此剪力V可认为沿构件全长不变，方向可以是正或负[图4.24（d）实线]，由承受该剪力的各缀件面共同承担。对双肢构件，此剪力由两侧缀件面平均承受，即各分担V1＝V/2。

4.6.4.2　缀条设计

图4.25　缀条的内力

缀条构件的每个缀件面如同缀条与构件分肢组成的一个竖向的平面平行弦桁架体系，缀条可看作桁架的腹杆（见图4.25），因此，可按铰接桁架计算斜缀条的内力，其内力为

式中　V1——每面缀条所受的剪力；

n——承受剪力V1的斜缀条数。单杆斜缀条n＝1，交叉斜缀条n＝2；

α——斜缀条与构件轴线间的夹角。

由于构件弯曲变形方向可能变化，因此剪力方向也将随着变化，斜缀条可能受拉或受压，故设计时应按最不利情况作为轴心受压构件计算。但缀条一般采用单角钢且单面连接在分肢上，故在受力时存在偏心并产生弯扭屈曲。为简化计算，《钢结构设计规范》对单面连接的单角钢仍按轴心受力计算，且不考虑扭转效应，仅将钢材和连接材料的强度设计值乘以下面的折减系数ψ以考虑偏心受力等的不利影响。

（1）在计算稳定性时:

等边角钢

短边相连的不等边角钢

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长边相连的不等边角钢

式中　λ——对最小刚度轴y0—y0的长细比；

iy0——角钢最小回转半径；

l0——计算长度，取节点中心间的距离，当λ＜20时，取λ＝20。

（2）在计算强度和（与分肢的）连接时

交叉斜缀条体系中的横缀条可按内力N＝V1的压杆计算。单杆斜缀条体系中的横缀条主要用来减少分肢的计算长度，一般不作计算，可取与斜缀条相同截面。

4.6.4.3　缀板设计

缀板构件的每个缀件面如同缀板与构件分肢组成的单跨多层平面刚架体系。假定其在受力弯曲时，反弯点分布在各段分肢和缀板的中点，该处弯矩为零，只承受剪力。取如图4.26所示的隔离体，根据内力平衡可得每个缀板剪力Vj和缀板与分肢连接处的弯矩Mj

式中　l1——两相邻缀板轴线间的距离，需根据分肢稳定和强度条件确定；

b1——分肢轴线间的距离。

图4.26　缀板的内力计算

根据Mj和Vj可计算缀板强度以及缀板与分肢连接的板端角焊缝见图4.26（c）。由于角焊缝强度设计值低于缀板强度设计值，故一般只需计算缀板与分肢的角焊缝连接强度，而缀板的尺寸则由具有一定刚度的条件确定。为了保证缀板的刚度，《钢结构设计规范》规定在同一截面处各缀板的线刚度之和不得小于构件较大分肢线刚度的6倍，即

∑（Ib/c）≥6（I1/l1）

式中　Ib、I1——缀板和分肢的截面惯性矩，通常若取缀板的宽度bj≥2b1/3，厚度tj≥b1/40和6mm，一般可满足上述要求。