一級建筑師考試建筑結構輔導講義:鋼結構7


3)局部穩定
實腹式組合截面(如工字形、箱形等)的軸心受壓構件都是由板件組成,如果這些板件過薄,則在均勻壓應力作用下,將偏離其正常位置而形成波形屈曲,這種現象稱局部失穩(圖11-91)。
《鋼結構規范》對實腹式組合截面的軸心受壓構件的局部穩定采取限制板件寬(高)厚比的辦法來保證。對于工程中常用的工字形組合截面軸心受壓構件,翼緣板和腹板的局部穩定計算如下:
由于軋制的工字鋼、槽鋼的翼緣板和腹板均較厚,局部穩定均能滿足要求,不必計算。
4)剛度
軸心受壓構件的剛度同軸心受拉構件一樣用長細比來衡量。
對于受壓構件,長細比更為重要。長細比過大,會使其穩定承載力降低太多,在較小荷載下就會喪失整體穩定,因此其容許長細比[]限制更應嚴格。受壓構件的容許長細比按《鋼結構規范》表5.3.8采用。
構件的計算長度的確定,見《鋼結構規范》第5.3節。
5)軸心受壓構件截面的設計原則
a.截面面積的分布應盡可能遠離主軸線,以增加截面的回轉半徑,從而提高構件的穩定性和剛度。具體措施是在滿足局部穩定和使用等條件下,盡量加大截面輪廓尺寸而減小板厚,在工字形截面中應取腹板較薄而翼緣較厚。
b.使兩個主軸的穩定系數盡量接近,這樣構件對兩個主軸的穩定性接近相等,即等穩定設計。
c.便于與其他構件連接。
d.構造簡單、制造方便。
e.選用能得到供應的鋼材規格。
單角鋼截面適用于塔架、桅桿結構。雙角鋼便于在不同情況下組成接近等穩定的壓桿截面,常用于節點連接桿件的桁架中。用單獨的熱軋普通工字鋼作軸心受壓構件,制造上省工,但它的兩個主軸回轉半徑相差較大,當構件對兩個主軸的計算長度相差不多時,其兩個主軸的穩定性相差很大,用料費。用三塊鋼板焊成的工字形組合截面軸壓柱,具有組織靈活、截面的面積分布合理,便于采用自動焊和構造簡單等特點。這種截面通常高度和寬度做得相同,當構件對兩個主軸的計算長度相差一倍時,能接近等穩定,故應用最廣。
箱形、十字形、鋼管截面,其截面對兩個主軸的回轉半徑相近或相等,箱形截面的抗扭剛度大,但與其他構件的連接比較困難。格構式軸壓構件的優點是肢件的間距可以調整,能夠使兩個主軸穩定性相等,用料較實腹式經濟,但制作較費工。格構式軸心受壓構件的計算有強度、整體穩定、單肢穩定、剛度及連接肢件的綴材計算等內容。
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