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标题: 请教刚接柱脚承受双向弯矩及轴力的计算 [打印本页]

作者: CuteSer 时间: 2003-3-5 11:48 标题: 请教刚接柱脚承受双向弯矩及轴力的计算

   刚接柱脚承受单向弯矩及轴力的计算比较简单，钢结构的教材上都有，但是对于承受双向弯矩及轴力的计算，没看到哪本书上讲。

  简化一下这个问题的条件，现在假定这两个方向的弯矩是正交的（互相垂直），使用简单的叠加？那么轴力怎么分配给这两次计算呢？按什么规矩分配轴力，然后跟两个方向的弯矩分别组合，简单的对半劈？感觉还是应该仔细推导一下，大家见过研究这个小问题的文献之类的吗？

   我也好好推导一下，回头向大家汇报。

作者: li_qing13 时间: 2003-3-5 12:20 标题: 回复：请教刚接柱脚承受双向弯矩及轴力的计算

回cuteser兄，我是这么理解：
在计算柱脚时，x轴,y轴的力（M,N,Q）互不相干，是独立的，而且轴力都是用总的N，而不是按什么规矩分配。
需要提示一点的是计算出来的地脚锚栓两个方向也是独立的，四角的锚栓在设计时严禁重复利用。（这一点尽管与主题无关，还是提示一下为好！）

作者: 南华人 时间: 2003-3-5 13:30 标题: 回复：请教刚接柱脚承受双向弯矩及轴力的计算

其实这个问题很简单，一般有两种方法处理：
1.采用相关公式法，此法比较保守，但简单实用：(N/n)**2+(Mx*mxi/∑xi*xi)**2+(My*myi/∑yi*yi)**2≤[N]**2
2.将Mx、My合成为M，问题转化为斜平面内的柱脚计算问题，只是比单向计算稍复杂，原理一样。

作者: wolf_sy 时间: 2003-3-5 18:38 标题: 回复：请教刚接柱脚承受双向弯矩及轴力的计算

没那末复杂，轴力平均分配，弯矩除以力臂转化为螺栓轴力直接叠加

作者: CuteSer 时间: 2003-3-5 23:04 标题: 回复：请教刚接柱脚承受双向弯矩及轴力的计算

   我查了一下清华的、同济的《钢结构》教材，上面讲述了铰接柱脚的计算、框架柱脚
承受单向弯矩及轴力的计算

   《Ducticle design of steel structure 》提及的概念性的东西和试验结果比较多，
对柱脚，没有阐述实用的计算方法。
   《Handbook of structural steel connection design and details》只给出了
（AISC LRFD）Manual of Steel Construction(1994)中的轴心
受压铰接柱脚的设计，真是过分。

  《Simplified design of steel structures》也是只给出了轴心
受压铰接柱脚的设计，是够Simplified的。名副其实。

  我寄希望于那本厚厚的《Structural steel designer's handbook》 Roger L
.Brockenbrough,Frederick S. Merritt,倒是有承受单向弯矩及轴力的柱脚的计算，
推导过程与清华的教材相似，不过，对于pressure under part of base plate的情况，
在建立平衡方程时，不考虑锚拴中的拉力产生的力矩。

li_qing13同志的发言我没看懂，恕我驽钝，能否给个例子或参考书？

“南华人”同志的方法1中的公式我更是看不懂，公式怎么推导的？看起来好复杂。

倒是比较同意“南华人”同志的方法2，这也是说来简单，分析起来满复杂的一个小
问题，假定底板是矩形，那么，一旦有一部分底板不承受压力（被掀了起来），那
剩下的部分有可能是三角形。有可能是梯形，还有可能是五边形，而应力分布呢，假定
柱脚底板比较大，那么，应力分布情况，是沿着分界线的垂线方向呈线性分布的，压力
面的形心呢，得分三角形压力面、梯形压力面、五边形压力面来分析，好像不是很简单
的。

  wolf_sy 说的太简单，底版应力怎么求啊？

  啊哈，这么一个常见的小问题，引出大家这么多方法计算，好象意见很不一致
啊，不知道传说中的几个结构软件怎么计算的？能否给介绍一下？抱歉，我手头的
都是国外的软件。

作者: CuteSer 时间: 2003-3-6 21:41 标题: 回复：请教刚接柱脚承受双向弯矩及轴力的计算

今天又找到一本书《structural steelwork analysis and design》 S.S. RAY,BE(Cal),
CEng,FICE,MBGS Blackwell Science(http://www.blackwell-science.com)  1998年的书，
当我翻到第446页时，看到底板上有梯形的（trapezoidal）区域，眼睛豁然一亮，这一定就是
人民的大救星了，果然，下面的标题是：Biaxial bending of column:pressure distribution
under the base plate.
  我于是找出一大张白纸，准备凭着我高中出色的解析几何的底子演练一下这个推导，想必
这是一个有一定难度的小难题，老外既然都放到教材里了，我肯定也不能让他小觑了俺，我得
在看到他们的解答之前自己推导。
可是，当我看到鬼子的柱脚立面图时，不禁充满了诧异，原来他们假定受压区的压应力是
等值的，都假定为0.4fcu，这这这，too simple,naive了吧？这么简化？有实验依据吗？我
原来以为怎么也得沿着垂直于分界线线形分布吧？洋鬼子的数学真的不行啊！
  后面的推导很容易了，力平衡，力矩平衡。列几个方程解出来就成了。
  如果大家还发现了什么书上有什么其他计算方法（主要是假定不同），一定要告诉我啊，cuteser@sina.com,
我目前就按照这种洋人的简化方法计算,并尽快集成到俺的软件里。其实，我觉得最好还
是做点实验，不过，看起来，这么小的一个题目，做硕士论文都嫌简单，sigh。

  BTW,这个栏目的编辑很是严格。我那么有创意的回答也只得了一个小手，我还是转移阵地吧。:(

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