钢结构习题课.pdf

一、 实腹式焊接组合截面轴心受压构件的设计 1、 截面选择的原则 1） 截面开展而壁厚较薄：回转半径大、整体刚度大，稳定性好， 用料经济 2 ） 两个主轴方向等稳定：要求稳定系数相接近，方钢管、圆钢管、 十字形，其他截面实际上很难达到 2 、 设计、计算步骤 1） 假定构件的长细比：根据经验来假定 荷载小于 1500kN，计算长度l0 5 −6m 的构件，假定λ 80 −100 荷载为 3000 －3500kN 的构件，假定λ 60 −70 然后查表得到稳定系数ϕ ，确定回转半径i l0 / λ 2 ） 按照整体稳定的要求确定所需的截面积：A N /(ϕf ) ，之后利用 i α h i α b 截面的回转半径和轮廓尺寸的近似关系 x 1 和 y 2 确定 截面的高度和宽度及其它尺寸 3 ） 计算截面特性 （面积、惯性矩、回转半径、长细比），利用规范 规定的公式验算整体稳定。如果不满足整体稳定的要求，重新 调整截面尺寸，再次计算，直到满足整体稳定要求为止 4 ） 当截面有较大消弱时，应验算净截面的强度，应使σ＝N / An ≤f 5 ） 刚度验算：对于内力较小的压杆，规范规定由刚度要求控制其 容许长细比：对柱和主要压杆λ≤[λ] 150 ；次要构件λ≤[λ] 200 。 6 ） 局部稳定验算 翼缘的宽厚比：b / t ≤(10 +0.1λ) 235 （三边简支一边自由的板） 1 f y λ取构件两个方向长细比较大者，当λ30 时，取λ 30 ；当 λ≥100 时，取λ 100 ，f y 的单位为N / mm 2 腹板的高厚比： ≤ + λ 235 （四边简支板） h0 / tw (0.25 0.5 ) f y λ取构件两个方向长细比较大者，当λ30 时，取λ 30 ；当 λ≥100 时，取λ 100 ，f y 的单位为N / mm 2 双腹板箱形截面的腹板高厚比h0 / tw 40 235 ，不与长细比发生 f y 关系 例题一：一实腹式两端铰接轴心受压柱，柱高l 6m ，轴心压力设计 值N 3200kN ，钢材为 Q235 钢。设计一焊接工字形柱截面，翼缘为 火焰切割边，截面无空洞消弱。 【解】 1． 已知条件：N 3200kN ，l l l 6m ；Q235 钢设计值 0 0x 0y f 215N / mm2 ，翼缘为焰切边的焊接工字形截面，查规范表 5.1.2-1 知，稳定系数 b ϕ 和ϕ 按 类截面考虑。 x y 2 ． 初选截面： （1） 假定长细比λ 70 ，由规范附录 C 轴心受压