广西科技大学土木工程学院土木工程专业。
本科）钢结构基本原理》课程设计任务书。
题目： 姓名：
班级：学号：
职业技术教育学院。
一轴心受压柱，柱高10m，两端铰接，承受轴心受压力2000kn（设计值），钢材为q235钢，焊条e43型。基础混凝土采用c25，其抗压强度设计值，截面无孔眼削弱，形式为缀条式柱。试设计此柱。
一、格构柱设计。
解：1）构件尺寸估算和整体稳定计算。
柱的计算长度： 10m
如图1，按实轴（y-y轴）的整体稳定性选择柱的截面。
假设，查附表4.2（b类截面）得，需要的截面面积为：
选用2 [ 36b，a=136.18， =13.63cm。
验算整体稳定性。
查附表4.2得。
2）确定柱宽b
初选缀条截面l50 ×4，查得，。
采用如图1所示的缀条柱形式，
为了获得等稳定性，柱绕虚轴（x—x轴）的长细比应满足：
即。采用图1所示的截面形式，由表4.6可知，截面绕虚轴的回转半径近似为：，取b=330mm
查附表7.5可知，单个槽钢 [ 36b的截面数据为：，
整个假面对虚轴（x—x轴）的数据：，
查附表4.2得（b类截面）
3）缀条验算。
如图1所示，取。
缀条所受的剪力为：
一个斜缀条的轴心力为：
缀条的节间长度：
缀条长度：
长细比150
查附表4.2得（b类截面）：
等边单角钢与柱单面连接，强度应乘以折减系数：
因为l 50×4为最小截面，故缀条选用l 50×4满足要求。
缀条与柱肢之间的连接角焊缝，取，则：
肢背： 肢尖：
其中，0.85为单面连接单角钢按轴心受力构件计算连接时的强度折减系数。
考虑构造要求，实际焊缝长度取40mm
4）单肢的稳定。
柱单肢在平面内（绕1轴）的长细比：
单肢的稳定能保证。
二、柱脚设计。
1）底板尺寸。
采用图2所示的柱脚形式，需要的底板净面积：
采用宽为530mm，长为532mm的底板，锚栓孔面积约为4000，毛截面为530×532=281960，净截面面积为277960，大于所需净截面面积。
基础对底板的预应力为：
底板的区格有三种，现分别计算其单位宽度的弯矩。
区格①为四边支承板，b/a= 360/330=1.09，查表4.7，。
区格②为三边支承板， =0.28＜0.3，则按悬臂长度为的悬臂板计算。
区格③为悬臂板。
这三种区格板的弯矩值虽然相差大，但格构柱。
的尺寸已经设计成型，若重新划分各区格板，不如直接增大底板厚度经济，故不调整底板平。
面尺寸和各班位置。最大弯矩为：
底板厚度：，取t=36mm。
2）靴梁计算。
靴梁与柱身的连接连接（4条焊缝），按承受。
柱的压力n=2000kn计算，此焊缝为侧面角。
焊缝，设，求其长度：
取靴梁高为450mm。
靴梁作为支承于柱边的悬伸梁 [图2 (b) ]设板厚t=10mm，验算其抗剪和抗弯强度。
靴梁与底板的连接焊缝传递全部柱的压力，设焊缝的喊叫尺寸均为。
所需的焊缝总计算长度应为：
显然，实际焊缝的总长度已经超过了计算所需焊缝总长度。
柱脚与基础的连接按构造要求，采用两个20mm的锚栓。
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