一級建筑師考試建筑結(jié)構(gòu)輔導(dǎo)講義:鋼結(jié)構(gòu)7
3)局部穩(wěn)定
實腹式組合截面(如工字形、箱形等)的軸心受壓構(gòu)件都是由板件組成,如果這些板件過薄,則在均勻壓應(yīng)力作用下,將偏離其正常位置而形成波形屈曲,這種現(xiàn)象稱局部失穩(wěn)(圖11-91)。
《鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范》對實腹式組合截面的軸心受壓構(gòu)件的局部穩(wěn)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(gòu)件,翼緣板和腹板的局部穩(wěn)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(wěn)定均能滿足要求,不必計算。
4)剛度
軸心受壓構(gòu)件的剛度同軸心受拉構(gòu)件一樣用長細比來衡量。
對于受壓構(gòu)件,長細比更為重要。長細比過大,會使其穩(wěn)定承載力降低太多,在較小荷載下就會喪失整體穩(wěn)定,因此其容許長細比[]限制更應(yīng)嚴(yán)格。受壓構(gòu)件的容許長細比按《鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范》表5.3.8采用。
構(gòu)件的計算長度的確定,見《鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范》第5.3節(jié)。
5)軸心受壓構(gòu)件截面的設(shè)計原則
a.截面面積的分布應(yīng)盡可能遠離主軸線,以增加截面的回轉(zhuǎn)半徑,從而提高構(gòu)件的穩(wěn)定性和剛度。具體措施是在滿足局部穩(wěn)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(yīng)取腹板較薄而翼緣較厚。
b.使兩個主軸的穩(wěn)定系數(shù)盡量接近,這樣構(gòu)件對兩個主軸的穩(wěn)定性接近相等,即等穩(wěn)定設(shè)計。
c.便于與其他構(gòu)件連接。
d.構(gòu)造簡單、制造方便。
e.選用能得到供應(yīng)的鋼材規(guī)格。
單角鋼截面適用于塔架、桅桿結(jié)構(gòu)。雙角鋼便于在不同情況下組成接近等穩(wěn)定的壓桿截面,常用于節(jié)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(gòu)件,制造上省工,但它的兩個主軸回轉(zhuǎn)半徑相差較大,當(dāng)構(gòu)件對兩個主軸的計算長度相差不多時,其兩個主軸的穩(wěn)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(gòu)造簡單等特點。這種截面通常高度和寬度做得相同,當(dāng)構(gòu)件對兩個主軸的計算長度相差一倍時,能接近等穩(wěn)定,故應(yīng)用最廣。
箱形、十字形、鋼管截面,其截面對兩個主軸的回轉(zhuǎn)半徑相近或相等,箱形截面的抗扭剛度大,但與其他構(gòu)件的連接比較困難。格構(gòu)式軸壓構(gòu)件的優(yōu)點是肢件的間距可以調(diào)整,能夠使兩個主軸穩(wěn)定性相等,用料較實腹式經(jīng)濟,但制作較費工。格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件的計算有強度、整體穩(wěn)定、單肢穩(wěn)定、剛度及連接肢件的綴材計算等內(nèi)容。
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