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标题: 柱脚摩擦力抵抗水平剪力时压力的取值？ [打印本页]

作者: 大法师 时间: 2002-9-5 17:16 标题: 柱脚摩擦力抵抗水平剪力时压力的取值？

同事老张与我讨论这个问题，呵呵，不敢确认，拿上来讨论一下：

对于刚接柱脚，设反力为压力N1，剪力V，弯矩M。按一般的概念，应该是0.4N1<V时，则认为柱底摩擦力不足以抵抗水平剪力，此时要加抗剪件（如果不考虑锚栓抗剪）。但由于有弯矩M的存在，它必将在柱底一部分产生压力，一部分拉力，设弯矩产生的压力部分合力为N2，我觉得应该是用0.4(N1+N2)与V来比较来决定是否加剪力件。

但否，请高手指教。

作者: 无需冷藏 时间: 2002-9-5 21:08 标题: 回复：柱脚摩擦力抵抗水平剪力时压力的取值？

弯矩作用产生一部分拉力区，一部分压力区。拉力区将抵消一部分轴力的作用。
所以最终摩擦力还是0.4N1

作者: xuhan 时间: 2002-9-5 21:12 标题: 回复：柱脚摩擦力抵抗水平剪力时压力的取值？

我也曾考虑过这个问题。
我认为也应该考虑弯距产生的拉力。

作者: 大法师 时间: 2002-9-6 09:45 标题: 回复：回复：柱脚摩擦力抵抗水平剪力时压力的取值？

无需冷藏 wrote:
弯矩作用产生一部分拉力区，一部分压力区。拉力区将抵消一部分轴力的作用。
所以最终摩擦力还是0.4N1

弯矩作用产生的拉力直接由锚栓传给基础，在柱底板与基础顶面间其实并不存在拉力区。拉力是会抵消压力，但压力会产生摩擦力，可拉力并不会产生与之相反的“负摩擦力”，所以我认为柱底的摩擦力之和应该是所有压力部分产生的摩擦力之和，即0.4(N1+N2)。

还望指教。

作者: peterman722 时间: 2002-9-6 12:09 标题: 回复：柱脚摩擦力抵抗水平剪力时压力的取值？

在柱底板与基础顶面间其实并不存在拉力区
受拉区是可能存在的，但是有锚栓拉力(T)的同时在受压区有与之相等的压力(N2)，所以抗剪承载力为:
0.4（T+N1）=0.4(N1+N2)

作者: chenming 时间: 2002-9-6 12:26 标题: 回复：柱脚摩擦力抵抗水平剪力时压力的取值？

我认为抗剪承载力还是0.4N1，我们可以把混凝土反力图画一下，轴力的混凝土反力图与弯矩作用下的反力图叠加一下可以看到混凝土压应力区的面积并没有变。

作者: chenming 时间: 2002-9-6 12:38 标题: 回复：柱脚摩擦力抵抗水平剪力时压力的取值？

我刚才只说到一部分情况（锚栓不出现拉力基本上是混凝土全部受压），当锚栓出现拉力（弯矩较大时），我们再叠加反力图，发现弯矩产生的拉力轴力已不能完全抵消，这样一部分拉力由锚栓承担，此时抗剪承载力V=0.4(N1+Nt),此处N1为轴心力，Nt为受拉区锚栓拉力之和。
我想应该是这样的吧！请多多指教:D:D:D

作者: wyldragon 时间: 2002-9-6 12:44 标题: 回复：柱脚摩擦力抵抗水平剪力时压力的取值？

我认为大法师的观点正确！
规范的规定肯定要保守一点的吧，并且还得考虑到计算的方便，要不然每次都得根据M值确定N2那样也太麻烦了吧？

作者: chenming 时间: 2002-9-6 13:15 标题: 回复：柱脚摩擦力抵抗水平剪力时压力的取值？

楼上兄弟你搞反了吧，大法师的算法算出的抗剪承载力偏大，不是保守，是偏危险。

作者: 3d 时间: 2002-9-6 16:25 标题: 回复：柱脚摩擦力抵抗水平剪力时压力的取值？

规范V<0.4N(压力），这个公式只是个简化公式，也就是由F摩=μN而来
这个N是一般假定过中心，且均匀分布在底板下的，此外只有压力N才贡献F摩阻（这是共识吧:D）。对于法师兄所说的这种情况，若用数学角度来分析，是否可以更好点？
1、公式是否可改为更通用的积分形式：F=μ∫NdN

2、对于图（一）积分后结果就为F=μN

3、对于图（二）、图（三）大家也可根据实际M大小计算一下

这种分析有点理想化，呵呵~~，关于摩阻的实际情况未必如此简单。分析的不对，请批评！

作者: 大法师 时间: 2002-9-6 16:52 标题: 回复：柱脚摩擦力抵抗水平剪力时压力的取值？

chenming兄前面两个帖子和起来的意思与3d兄的说法是一样的。而3d兄的三个示意图简单明了，让人茅塞顿开，佩服佩服，我只会空想，不及3d兄勤于动手，事半功倍。

看来这问题真的不是那样简单，得分两种情况来考虑，即要看锚栓在N和M的组合作用下是否受拉。

作者: hhh 时间: 2002-9-6 22:17 标题: 回复：柱脚摩擦力抵抗水平剪力时压力的取值？

同意冷藏兄意见,不管锚栓在N和M的组合作用下是否受拉,摩擦力总是0.4N,只要假设是绕柱中心转动,压力减小和增量是等值的
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作者: 3d 时间: 2002-9-7 14:51 标题: 回复：柱脚摩擦力抵抗水平剪力时压力的取值？

1、有同志PM问我：上贴我贴的图不是和柱脚底板的应力分布一样吗？
解释一下：上图未注应力尖头，不是应力，本意是N的“线形分布”吧，由于有M存在，可能每一点的接触反力（这样说是否不妥啊？）不一样，所以我想用数学表达一下即公式F=μ∫NdN（但不知是否成立？）

2、今天又看了一下伟大的库仑定律（经典的摩擦理论），摘录如下：
(1)摩擦力与作用于摩擦面的垂直力成正比例，与外表的接触面积之大小无关。
(2)摩擦力(动摩擦的场合)与滑动速度的大小无关。
(3)静摩擦力大于动摩擦力。

3、看了库大师的2。（1）我又觉得我的分析不对了:(，看下图
若下图成立，则法师兄的观点是正确的了:D

4、但有疑问：一个具有转动（脱离接触）的物体与静止的物体它的静摩阻是否一样呢？

我也开始糊涂了，大家快来给我醒醒脑吧:D

作者: ddss 时间: 2002-9-7 16:56 标题: 回复：回复：回复：柱脚摩擦力抵抗水平剪力时压力的取值？

大法师 wrote:
弯矩作用产生的拉力直接由锚栓传给基础，在柱底板与基础顶面间其实并不存在拉力区。拉力是会抵消压力，但压力会产生摩擦力，可拉力并不会产生与之相反的“负摩擦力”，所以我认为柱底的摩擦力之和应该是所有压力部分产生的摩擦力之和，即0.4(N1+N2)。

还望指教。

基本同意大法师的看法，只是有一点：
拉力怎么抵消压力？拉力是由锚栓提供的；
我认为：
锚栓受拉时，抗剪承载力为:0.4(N1+N2)，
其中N2为锚栓拉力之和；
锚栓不受拉时，抗剪承载力为:0.4N1；

作者: ddss 时间: 2002-9-7 17:02 标题: 回复：柱脚摩擦力抵抗水平剪力时压力的取值？

关于3d兄的图四图五，我认为关键是有锚栓拉力存在的结果。
若没有锚栓拉力，怎会出现图五的情况，N就是N，不会变成
（N＋N1）。
请3d兄指正。

作者: 3d 时间: 2002-9-7 17:11 标题: 回复：回复：柱脚摩擦力抵抗水平剪力时压力的取值？

ddss wrote:
................
若没有锚栓拉力，怎会出现图五的情况，N就是N，不会变成
（N＋N1）。
请3d兄指正。

DDSS同志，我上贴的图（四）转化为图（五）是根据我们常用的弯距等效法即M=N*e（e为偏心距）并没有考虑有锚栓拉力存在，请看图（五）轴力的偏心。不知有何不妥？

作者: hhh 时间: 2002-9-7 18:00 标题: 回复：柱脚摩擦力抵抗水平剪力时压力的取值？

以上分析均基于中和轴在形心,事实上,随着弯矩增大,受压区变小,受拉区变大;要想精确的计算中和轴的位置,和底板,锚栓布置,柱截面都有关系,不是一般设计人员力所能及的,也似乎没有必要;受拉区变大意味者轴力N对抵抗摩擦贡献的减小,因此按0.4(N1+N2)计算显然是危险的;
大家可以联想一下梁柱端节点螺栓的计算,高强螺栓与普通螺栓中和轴分别取在形心和最下排螺栓的原因
"压力减小和增量是等值的"这话其实是不科学的,但用于一般工程设计,这样理解似乎也未尝不可
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好象表达的不清楚,再说两句:
1.N是轴力,在截面内均匀分布,当柱脚与基础顶面脱离即锚栓受拉时,此时取0.4(N1+N2)是没有根据的
2.受拉区的几个集中力(锚栓的作用)与受压区的压应力的合力平衡-----指在弯矩作用下,可认为互相抵消;这条可认为是对"压力减小和增量是等值的"的解释
3.这里,锚栓可看作混凝土结构中的受拉钢筋,而我们知道在混凝土梁的正截面分析中是不考虑混凝土抗拉的,而钢筋拉力与混凝土受压区的压应力的合力是相等的.
4.其实简单的说,单纯的弯矩作用在截面中是不会产生轴力的;我们只要把柱子和基础看作一个整体(由于锚栓的连接),这个问题就容易理解了

作者: hhh 时间: 2002-9-8 21:46 标题: 回复：柱脚摩擦力抵抗水平剪力时压力的取值？

忽然发现罗嗦了一大堆却不着边际,因为忘记了最基本的一点,"摩擦力不是取决于截面上的合力",而是接触面上压力的大小,我们所要作的其实就是求出压力区的合力,就是轴力与锚栓拉力之和;这些前面一些朋友表达已很清楚,却没能认真体会,钻了个大牛角,哎,混沌的脑子,真是惭愧的很:I

作者: 无需冷藏 时间: 2002-9-9 00:29 标题: 回复：柱脚摩擦力抵抗水平剪力时压力的取值？

呵呵的笑了半天，突然发现是自己同hhh一样理解错了，多谢hhh。:I
这个问题古怪，不过只可讨论，不可实践哦，切记！

作者: peterman722 时间: 2002-9-9 08:13 标题: 回复：柱脚摩擦力抵抗水平剪力时压力的取值？

我再来罗嗦2句:P
1，当M=0, N>0, 锚栓拉力T=0, 可动员的摩擦力f=0.4N;
2，当M,N>0, 但底板没有受压区时（小偏心），锚栓拉力T=0, 可动员的摩
    擦力f=0.4N;
3，当M,N>0, 但底板存在受压区时（大偏心），锚栓拉力T>0,
    此时，设混凝土受压区反力合力为R, 根据竖向力平衡，R=T+N, 所以在这种
    情况下，可动员的摩擦力f=0.4R=0.4(T+N)。

作者: 李国建 时间: 2002-9-9 10:27 标题: 回复：柱脚摩擦力抵抗水平剪力时压力的取值？

    此论题我已看明白了。我想在工程应用中一定注意：
    要使用 f=0.4N 公式。因为现实结构中M是可变化的。M＝0的这一现象是存在的。设计计算时按最危险工况进行。根据计算结果确定是否使用抗剪键。
    要注意：f=0.4N  公式中的0.4是钢板与混凝土表面的摩擦系数值。如是钢板与钢板表面的摩擦接触，则公式为：f=0.15N 。这个公式常用！混凝土基础上面常常有钢板埋件。钢板埋件上有底脚螺栓，这样布置的好处是：底脚螺栓的相对尺寸准确。柱脚底板是钢板结构。这样就不能使用：f=0.4N  公式了。要用：f=0.15N 公式才对。

作者: Black Toby 时间: 2003-9-6 20:58 标题: 回复：柱脚摩擦力抵抗水平剪力时压力的取值？

这个问题我认为应该这样处理：
将风荷载产生的水平柱脚剪力设计值（不利），与柱脚恒荷载（有利）的标准值的40%比较，看是否需要设置抗剪键。

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