鋼結構軸心受壓構件設計
設計原則
鋼結構軸心受壓構件設計時應滿足強度、剛度、整體穩定和局部穩定要求。對于格構式軸心受壓構件,還應滿足分肢穩定要求,并需對綴材進行設計。設計時應考慮以下幾個原則:
(1)截面面積分布應盡量遠離主軸線,即盡量加大截面輪廓尺寸而減小板厚,以增加截面的慣性矩和回轉半徑,從而提高構件的整體穩定性和剛度;
(2)使關于兩個主軸的整體穩定承載力盡量接近,即兩軸等穩定,以取得較好的經濟效果;
(3)盡量采用雙軸對稱截面,避免彎扭失穩;
(4)構造簡單,便于制作;
(5)便于與其他構件連接;
(6)選擇可供應的鋼材規格。
鋼結構實腹式軸心受壓構件設計
在設計實腹式軸心受壓構件時,構件所用鋼材、截面形式、兩主軸方向的計算長度lox和i町、軸心壓力設計值N一般在設計條件中已經給定,設計主要是確定截面尺寸。通 常先按整體穩定要求初選截面尺寸,然后驗算是否滿足設計要求。如果不滿足或截面構成不理想,則調整尺寸再進行驗算,直至滿意為止。實腹式軸心受壓構件有型鋼構件和組合截面構件兩類,型鋼構件制作費用低,應優先選用。
進行截面選擇時應根據內力大小,兩個方向的計算長度值以及制作加工量、材料供應等情況綜合考慮。熱軋普通工字鋼關于弱軸(y軸)的回轉半徑比強軸(x軸)要小得多,適用于計算長度lOx~3仙的情況。熱軋H型鋼腹板較薄,翼緣較寬,可做到與截面高度相同(HW型),截面特性好。用三塊鋼板焊成的工字鋼和十字形截面組合靈活,容易實現截面材料分布合理,制造并不復雜。圓管和方管截面關于兩個形心主軸的回轉半徑相同,截面為封閉式,內部不易生銹,適用于兩個方向計算長度相等的軸心受壓構件。用型鋼組合而成的截商適用于軸壓力很大或構件較長的構件。
1.袖心受壓型鋼構件的設計步驟
(1)假設構件的長細比λ。整體穩定計算公式中,有兩個未知量伊和A,所以需先假設一合適的長細比,從而得出ψ值,才能求得所需截面面積,然后確定截面規格。一般假定).. = 50-1∞,當N大而計算長度小時,).取較小值,反之取較大值。