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钢结构压杆设计

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钢结构 柱和支撑的设计

钢结构 柱和支撑的设计
22
梁翼缘与柱翼缘对接焊缝的抗拉强度：
M ft w b f t f (h t f )
梁腹板角焊缝的抗剪强度：
V w ff 2lw he
23
2.栓焊混合连接
24
栓－焊混合连接刚性节点
梁翼缘与柱翼缘对接焊缝的抗拉强度：
M ft w b f t f (h t f )
45
竖向支撑的布置
可在建筑物纵向的一部分柱间布置，也可在
横向或纵横两向布置；
在平面上可沿外墙布置，也可沿内墙布置。
46
47
4.3.4.1 中心支撑
1.支撑形式
十字交叉斜 杆
单斜杆
人字形斜杆
K形斜杆
跨层跨柱 设置


抗震设防的结构不得采用K形斜杆体系；
所有形式的支撑体系都可以跨层跨柱设置。
斜杆体系
M lp W p f y
Vl，M lp——耗能梁段的塑性（屈服）受剪承载力、塑性（屈服）
受弯承载力。
弯曲屈服型
4. 耗能梁段板件宽厚比
偏心支撑框架梁的板件宽厚比限值
板件名称 翼缘外伸部分 腹板 宽厚比限值 8
N Af 0.14 N Af 0.14
90[1 1.65 N ( A f )]
3. 整体稳定 强轴平面内
my M y tx M x N f 弱轴平面内 y A W (1 0.8 N ) bW1x y 1y N Ey
注意 t 40mm 稳定系数
4.局部稳定 满足宽厚比限值
取值
框架梁、柱板件宽厚比限值
板件名称 工字形截面翼缘外伸 部分 工字形截面腹板 箱形截面壁板 工字形截面和箱形截 面翼缘外伸部分 梁 箱形截面翼缘在两腹 板之间部分 工字形截面和箱形截 面腹板 一级 10 43 33 9 30

钢结构设计(3)-檩条设计

钢结构设计(3)-檩条设计
1.5 — 檩条设计
1.5.1 檁条的截面形式
1.5.2 檁条的荷载和荷载组合
1.5.3 檁条的内力分析
1.5.4 檁条的截面选择
1.5.5 檁条的构造要求
返回
1.5.1
檁条的截面形式
热轧型钢
实腹式
截面 形式 格构式
H型钢
冷弯薄壁型钢
下撑式
平面桁架式
空腹式
实腹式檁条的截面形式
热轧型钢
My Mx f bxWex Wey
Wex、Wey—对两个形心主轴的有效截面模量； —梁的整体稳定系数，按规范规定 计算。
bx
变形计算 实腹式檩条应验算垂直于屋面方向的挠度。 对卷边槽形截面的两端简支檩条：
5 qkyl v 384 EI x

4
对Z 形截面的两端简支檩条 ：
强度计算
—按双向受弯构件计算 当屋面能阻止檩条的失稳和扭转时，可按下列强 度公式验算截面：
Mx My f Wenx Weny
Mx 、 My
——对截面x轴和y轴的弯距；
Wenx、Weny ——对两个形心主轴的有效净截面模量
整体稳定计算 当屋面不能阻止檩条的侧向失稳和扭转时(如 采用扣合式屋面板时)，应按稳定公式验算截面：
1.5.3
檩条的内力分析
设置在刚架斜梁上的檩条在垂直于地面的均布荷
载作用下，沿截面两个形心主轴方向都有弯矩作 用，属于双向受弯构件（与一般受弯构件不同）。
在进行内力分析时，首先要把均布荷载分解为沿
截面形心主轴方向的荷载分量qx 、qy。

C型檩条在荷载作用下计算简图如下：
Y
q
当屋面坡度 i≤1/3时， qx值较小， 檁条近似为 单向受弯构 件。

钢结构压杆的刚度计算

钢结构压杆的刚度计算

钢结构压杆的刚度计算
钢结构压杆的刚度计算是指对钢结构中压杆的刚度进行评估和计算的过程。

刚度是衡量结构抵抗变形的能力，对于压杆而言，刚度计算涉及确定其弯曲、剪切等变形的程度。

在进行钢结构压杆的刚度计算时，需要考虑以下因素：
1.杆件截面特性：包括截面尺寸、惯性矩、回转半径等，这些因素决定了杆
件的弯曲刚度和剪切刚度。

2.材料特性：如弹性模量、泊松比等，这些参数影响材料的受力行为和刚度。

3.支撑条件：如固定、简支或自由等，不同的支撑条件会对压杆的刚度产生
影响。

为了计算压杆的刚度，可以采用以下示例公式：
弯曲刚度（EI）：用于计算杆件在弯曲载荷作用下的变形程度。

公式为：EI = E×I，其中E是材料的弹性模量，I是杆件的惯性矩。

剪切刚度：用于计算杆件在剪切载荷作用下的变形程度。

公式为：KG=G×J，其中G是材料的剪切模量，J是杆件的截面剪切惯性矩。

综合以上因素和公式，可以对钢结构压杆的刚度进行全面评估，为结构的稳定性和安全性提供保障。

总的来说，钢结构压杆的刚度计算涉及多个因素和复杂的公式，旨在准确评估其抵抗变形的能力，以确保结构的可靠性。

钢结构原理格构式轴心压杆

钢结构原理格构式轴心压杆
柱名义剪力：V=A·f/85=688*4*215/85=6960N 斜缀条内力 : N2=V/2/(cosą)= V/2/(b/l02)=3954N N2/ ø2/A2=16.8MPa<f，ok.
解答：
方案3：四肢缀板式格构柱
取单肢长细比Ż1=40
整体稳定验算
Ix=Iy=36729cm4 ix=31.16cm 换算长细比＝sqrt[(4400/31.16) 2+Ż12]=146.8 <150, ok
解答：
2、按照刚度要求确定稳定系数 吊臂允许最大长细比＝150 按照b类截面查表得ø＝0.308 3、所需截面面积： A=170500/0.308/215=2576mm2 4、所需截面回转半径 i=l0/150=2×22000/150=293mm 过大，只能采用格构柱。
解答：
方案一：双肢格构 查附录5第1行第3列得：h>=293/0.38=771mm b>=293/0.44=666mm,截面过大方案1淘汰。 方案二：四肢缀条式格构： b= h>=293/0.43=680mm 单个角钢面积A1=A/4=644mm2 选L70×5（A1=688），b=h=660mm
V1 Nt = n cos α
N t = V1
缀条稳定验算
φ2 min A2
Nt ≤ γ0 f
γ 0 偏心折减系数~0.6。
Nt ≤ 0. 8 f 缀条强度： A2 n
缀板验算
缀板按照受弯构件计算，进行强度验算。 缀板弯矩： V1 ⋅ a
M= 2
缀板剪力：
V1 ⋅ a T= c
实例分析1：桁架压杆分析
受压弦杆分析
提示：受压弦杆在桁架作用平面内与腹 杆在节点相连，在桁架作用平面外与上 弦支撑相连。是否考虑上弦支撑的约束 作用视上弦支撑的刚度定，通常工程中 偏安全不考虑。

钢结构课程设计实例1

钢结构课程设计实例1

1 工程概况(设计资料)1.1 结构形式1）某厂房跨度为21m，总长90m，柱距6m，屋架下弦标高为18m。

2）屋架铰支于钢筋混凝土柱顶，上柱截面400×400，混凝土强度等级为C30。

3）屋面采用1.5×6m的预应力钢筋混凝土大型屋面板（屋面板不考虑作为支撑用）。

4）该车间所属地区南京。

5）采用梯形钢屋架。

1.2屋架形式及选材屋架跨度为21m，屋架形式、几何尺寸及内力系数如附图所示。

屋架采用的钢材及焊条为：设计方案采用345钢，焊条为E50型。

1.3荷载标准值（水平投影面计）考虑静载：①预应力钢筋混凝土屋面板（包括嵌缝）1400N/m2②二毡三油防水层400N/m2③20mm厚水泥砂浆找平400N/m2④支撑重量70N/m2考虑活载：屋面活荷载与雪荷载不能同时出现，由于本屋架地处南京地区，雪荷载为0.65N/m2小于活载，故取活载为700N/m22 支撑布置2.1桁架形式及几何尺寸布置屋面材料为大型屋面板，故采用无檩体系平破梯形屋架。

屋面坡度i=1/10；屋架计算跨度L0＝24000－300＝23700mm；端部高度取H=1990mm，中部高度取H=3190mm（为L0/7.4）。

屋架几何尺寸如图1所示：1拱50图1：24米跨屋架几何尺寸2.2 桁架支撑布置桁架支撑布置图符号说明：SC 上——上弦支撑；XC ——下弦支撑；CC ——垂直支撑;GG ——刚性系杆；LG ——柔性系杆桁架及桁架上弦支撑布置桁架及桁架下弦支撑布置垂直支撑 1-1垂直支撑 2-23 荷载计算屋面活荷载与雪荷载不会同时出现，从资料可知屋面活荷载大于雪荷载(南京地区为0.65kN/m2 <0.7kN/m2 ),故取屋面活荷载计算。

由于风荷载为0.35kN/m2 小于0.49kN/m2，故不考虑风荷载的影响。

沿屋面分布的永久荷载乘以1/cosα=√1+102/10=1.005换算为沿水平投影面分布的荷载。

《钢结构设计》作业及答案(完整版)

《钢结构设计》作业及答案(完整版)

钢结构设计一、填空题[填空题]参考答案：1、在钢屋架设计中，对于受压构件，为了达到截面选择最为经济的目的，通常采等稳定性原则。

2、为避免屋架在运输和安装过程中产生弯曲，钢结构设计规范对屋架杆件规定了容许长细比。

3、钢结构设计规范将钢材分为四组，钢板越厚，设计强度越小。

4、常用的有檩条钢屋架的承重结构有屋架、檩条、屋面材料、和支撑等。

5、现行钢结构设计法是以概率理论为基础的极限状态设计法。

6、梯形屋架下弦支座节点处应设刚性系杆。

7、在横向水平支撑布置在第二柱间时，第一柱间内的系杆应为刚性系杆。

8、柱头的传力过程为 N→垫板→顶板→加劲肋→柱身。

9、柱脚由底板、靴梁、锚栓、隔板、肋板组成。

10、梁的最大可能高度一般是由建筑师提出，而梁的最小高度通常是由梁的刚度要求决定的。

11、在钢屋架设计中，对于受压杆件，为了达到截面选择最为经济的目的，通常采用等稳定性原则。

12、为避免屋架在运输和安装过程中产生弯曲，《钢结构设计规范》对屋架杆件规定了容许长细比。

13、垂直于屋面坡度放置的檩条按双向受弯构件计算14、三角形屋架由于外形与均布荷载的弯矩图不相适应，因而弦杆的内力沿屋架跨度分布很不均匀。

15、系杆可分为刚性系杆和柔性系杆，通常刚性系杆采用双角钢，按压杆设计。

16、在钢屋架的受压杆件设计中，确定双角钢截面形式时，应采用等稳定的原则17、组成单层钢结构厂房结构的构件按其作用可归并为下列几个体系横向平面框架体系、纵向平面框架体系、屋盖结构体系、吊车梁结构体系、支撑体系、墙架结构体系。

18、柱脚锚栓不宜用以承受柱脚底部的水平反力，此水平反力应由底板与砼基础间的摩擦力或设置抗剪键承受。

19、钢结构设计除抗疲劳计算外，采用以概率理论为基础的极限状态设计方法，用分项系数设计表达式进行计算。

20、冷加工硬化，使钢材强度提高，塑性和韧性下降，所以普通钢结构中常用冷加工硬化来提高钢材强度。

二、选择题[单选题]36、普通钢屋架的受压杆件中，两个侧向固定点之间（）。

钢结构课程设计

《钢结构课程设计》任务书和指导书------ 钢屋架一、设计目的《建筑钢结构课程设计》是土木工程专业的一门专业拓展实践类课程，它是为配合《钢结构》课程而开设的一门专项课程设计，具有较强的实践性。

本课程设计主要完成钢屋架结构设计，使学生初步了解结构设计的程序和方法；掌握设计计算的原理和手段；熟悉使用与结构设计相关的规范、规程、标准图和设计计算手册。

通过本课程设计，能够促使学生理论联系实际，培养学生的实践能力和动手能力，学会编写结构计算书、绘制结构施工图，为学生将来的设计或施工管理等工作奠定基础。

二、设计基础1、先修课程（1）《土木工程制图及计算机制图》；（2）《房屋建筑学》；（3）《钢结构》；2、基本要求要求学生在进行本课程设计之前，通过以上专业及专业基础课的学习，能够掌握钢屋架的受力特点；了解屋盖结构的平面布置；了解各种支撑的作用及布置方式；了解屋盖结构平面、立面的关键尺寸；掌握屋盖结构的荷载类型及其计算；掌握钢屋架构件和节点的选型、设计计算以及构造；掌握钢屋架结构施工图的绘制方法。

三、设计任务（一）课程名称人字形钢屋架设计（二）设计资料1、工程规模：单层单跨封闭式工业厂房，长度96m，屋架铰支于钢筋混凝土柱上；屋架跨度为32m，屋面离地面高度约20m，屋架间距12m。

2、屋面做法：屋面材料为压型钢板；屋面坡度为1/10，轧制H型钢檩条的水平间距为5.3m（端节点5.25m），无天窗3、自然条件：基本风压0.5KN/m2，基本雪压0.20KN/m2。

地面粗糙类别为B类，也可根据具体情况选取。

4、材料选用：（1）屋架钢材采用《碳素结构钢》GB/T700-1988规定的Q235B级镇静钢或沸腾钢。

当工作温度等于或低于-200C时，应采用Q235B级镇静钢。

（2）焊条采用《碳钢焊条》GB/T5117-1988中规定的E43型焊条。

（3）普通螺栓应采用性能等级为4.6级C级螺栓。

锚栓采用《碳素结构钢》GB/T700-1988规定的Q235级钢制成。

抗震设计中钢结构轴心受压长细比问题的讨论

抗震设计中钢结构轴心受压长细比问题的讨论摘要：钢结构的稳定问题是钢结构设计和研究的重要问题，轴心受压问题又是该问题的核心和基础。

在简要阐述钢结构稳定理论的基础上,结合相关规范和试验资料文献,讨论钢结构抗震设计时，轴心受压支撑构件的长细比限值，以及抗震承载力验算时不同钢种的长细比修正问题。

结论表明:在弹性屈曲范围的长细比不应进行钢号修正。

关键词：钢结构；抗震设计；长细比；弹性屈曲1问题的提出构件长细比和板件宽厚比是钢结构设计的两个基本指标,既涉及结构的稳定安全,也与用钢量紧密相关。

关于钢结构抗侧力支撑的长细比限值在《钢结构设计规范( GB 50017 - 2003)》和有关钢结构抗震设计的规范、规程中都有明确规定。

然而,后者规定的构件长细比限值与设计规范在表现形式上却不尽相同,其长细比限值皆以Q235 钢的屈服强度为基准,对其他牌号钢材乘以（为钢材屈服强度) 予以修正。

此外,支撑构件抗震承载力计算时也采用了同样的修正。

这些修正，会在计算和分析时产生矛盾，比如以下这个算例的计算：设有长细比为150 的两个中心支撑构件,其端部支承、几何条件完全相同。

其中,一个采用Q235 钢,另一个采用Q345 钢。

在静力设计时,两者的承载力基本相同;而抗震设计时,需要考虑支撑承载力退化修正后Q345 钢支撑的承载力设计值将小于Q235 钢的设计值。

而若抗震设计规范规定,此两中心支撑的长细比上限值为150,则在此两支撑构件中,由Q235钢制作的构件,满足抗震设计要求;而用Q345 钢制作的构件,则不满足抗震要求,不可应用,需加大其截面直至长细比小于123。

由此，我们可以提出问题：抗震钢结构的中心支撑长细比,究竟是否需要钢号修正? 何种情况下需要修正以及如何修正?2轴心受压构件的长细比和承载力根据已有的力学知识，所谓的长细比是构件的计算长度与构件的截面回转半径i的比值，是用来衡量结构轴心压杆的柔度的，一般的计算长细比的公式如下=，而计算长度和几何长度的关系根据其约束的不同，采取对u取值的不同进行计算，具体算法的可以参考相关的力学资料。

钢结构设计(新)武汉理工大学 在线作业答案

钢结构设计(新)在线作业答案一、单选(共计72.5分,每题2.5分)1、屋架上弦杆为压杆，其承载能力由（）控制。

A. 强度B. 刚度C. 整体稳定D. 局部稳定答案:【C】2、下图所示弯矩M作用下的普通螺栓连接，可认为中和轴在螺栓上。

A. 1B. 3C. 5D. 计算确定答案:【C】3、屋架下弦纵向水平支撑一般布置在屋架的（）。

A. 端竖杆处B. 下弦中间C. 下弦端节间D. 斜腹杆处答案:【C】4、轻型门式钢架适用范围不包括（）A. 单层工业厂房B. 仓库C. 大型超市D. 重钢厂房答案:【D】5、下列有关框架-支撑体系的中心支撑的描述中，答案的是（）。

A. 增加框架的抗侧刚度B. 可用于非抗震设防地区C. 设计时应注意支撑构件的屈曲D. 具有良好的耗能性能答案:【D】6、钢屋架上弦节间长度为3m，采用2L110×10截面（其中单个角钢截面如右图所示，，则该节间中间所需填板数量为（）个。

A. 1B. 2C. 3D. 4答案:【C】7、槽钢檩条的每一端一般用下列哪一项连于预先焊在屋架上弦的短角钢（檩托）上（）。

A. 一个普通螺栓B. 两个普通螺栓C. 安装焊缝D. 一个高强螺栓答案:【B】8、屋架檩条属于（）构件A. 单向受弯B. 双向受弯C. 纯剪D. 纯拉答案:【B】9、薄壁冷弯型钢构件中板件分为三类，如加劲板件，非加劲板件和部分加劲板件，C型钢的翼缘部分属于（）A. 加劲板件B. 非加劲板件C. 部分加劲板件答案:【B】10、无吊车且高度不大轻型门架计算地震作用是，一般采用什么方法？（）A. 底部剪力法+单质点系B. 底部剪力法+多质点系C. 底部剪力法+时程分析法+单质点系D. 底部剪力法+时程分析法+多质点系答案:【A】11、中心支撑框架结构的含义是（）A. 支撑在框架结构的几何中心布置B. 支撑在多片框架结构的中心布置C. 支撑杆件通过梁、柱轴线交点D. 支撑轴线一端与梁、柱中心相交，另一端偏心相交答案:【C】12、下弦横向水平支撑作用，不包括（）A. 山墙抗风柱的支点B. 承受并传递水平风荷载C. 减小下弦杆计算长度D. 增大下弦的振动答案:【D】13、架梁柱板件宽厚比的规定，是以符合（）为前提，考虑柱仅在后期出现少量塑性，不需要很高的转动能力，综合考虑日本和美国规范制定的。

钢结构压杆


σ b,cr
N b,cr π 2 E = = 2 A λ
(4-5) - )
杆件长细比( λ——杆件长细比( λ = l/i) 杆件长细比 i——回转半径( i2=I/A) 回转半径( 回转半径 ) 比例极限) 公式( - )只有在σ 公式(4-5)只有在σb,cr≤f因为用了 ).
假设变形曲线y, 假设变形曲线 ,条件是必需满足几何边界条件 位移边界条件). (位移边界条件). 设:杆件屈曲成一个正弦半波 πz
y = ym sin l
1 π 2 EI 1+ 2 γ1 l
l
z
(4-2) - ) (4-3) - )
N b,cr =
π 2 EI
l
2
对于实腹式构件,剪切变形的影响较小, 对于实腹式构件,剪切变形的影响较小,可略去 不计, 临界荷载: 不计,得临界荷载:
对于理想压杆,欧拉弯曲失稳临界力, 欧拉弯曲失稳临界力
N E ,cr =
π 2 EI
l0
2
(4-4) - )
年以后的试验证明: (8)1950年以后的试验证明:切线模量 ) 年以后的试验证明 理论值接近于试验值, 理论值接近于试验值,并略微偏低是试验值 的下限;双模量理论值是试验值的上限. 的下限;双模量理论值是试验值的上限.用 切线模量理论于工程是偏于安全的.最后被 切线模量理论于工程是偏于安全的. 工程所接受. 工程所接受. 这段历史说明: 这段历史说明:一个科学的认识过程是一个不 断深化,不断完善的过程;只有坚持真理, 断深化,不断完善的过程;只有坚持真理,修 正错误才能逐渐达到科学的境界; 正错误才能逐渐达到科学的境界;实践是检验 真理的标准在科学发展史上早已是无争准则. 真理的标准在科学发展史上早已是无争准则.
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iy =
Iy
2929 = = 6.77cm A 64
1.强度：因截面无削弱，可不验算。 强度：因截面无削弱，可不验算。 强度 2.刚度： 刚度： 刚度
l0 x 560 λx = == = 57.2 < [λ ] = 150(满足) ix 9.79
350 λy = == = 51.7 < [λ ] = 150(满足) iy 6.77
3、 整体稳定： 3 整体稳定： 查表(b、 查表 、c) 得φx=0.775，φy=0.691 ， 但对y轴属 类截面，反而φ 轴属c类截面 ）。取 （虽然λx ＜λy，但对 轴属 类截面，反而 y＜φx）。取 虽然 φmin=0.691计算，得 计算， 计算
l0 y
1400 × 103 N = = 316.6 N / mm 2 ≈ f = 315N / mm 2 (满足） ϕA 0.691× 64 × 102
l0 y
λ
式中a 分别表示截面高度h、宽度b和回转半径 和回转半径i 式中 1,a2 分别表示截面高度 、宽度 和回转半径 x， iy间的近似数值关系的系数， 间的近似数值关系的系数， 间的近似数值关系的系数
3、确定型钢型号或组合截面各板件尺寸： 、确定型钢型号或组合截面各板件尺寸： 查型钢（ 对型钢， 根据A， ① 对型钢 ， 根据 ， ix ， iy 查型钢 （ 工字钢 型钢、钢管等）表中相近数值， 、Ｈ型钢、钢管等）表中相近数值，即可选 择合适型号。
4．局部稳定：因工字钢的翼缘和腹板均较厚，可不验算。 ．局部稳定：因工字钢的翼缘和腹板均较厚，可不验算。
三、焊接工字形截面
（一）试选截面
查表(b) : ϕ x = 0.734
假定λ＝60
查表 ( c ) : ϕ x = 0 . 625
Areq 1400 × 103 = = = 71.1cm 2 ϕ min f 0.625 × 315 × 10 2 N
由于AB柱两方向的几何长度不等 强轴顺 轴方 柱两方向的几何长度不等， 解：由于 柱两方向的几何长度不等， 强轴顺x轴方 向 强轴方向按下端固定、上端铰接 柱在强 下端固定、 柱在 轴方向按下端固定 ｕ＝0.8， 查表得 ｕ＝ ，故计算长度 l0x=0.8×700＝560cm。 × ＝ 。 柱在弱轴方向按均应按铰接 柱在弱轴方向按均应按铰接 计算， 计算，其计算长度取支承点 之间的距离， 之间的距离，即l0y=350cm。 。
(二) 验算截面 二 1、强度验算： 、强度验算： ２、刚度验算： 刚度验算：
N σ= ≤ f An
λ = i ≤ [λ ]
l0
N、 整体稳定：
须同时考虑两主轴方向，但一般取其中长细比 须同时考虑两主轴方向， 较大值进行验算。 较大值进行验算。
4、 局部稳定： 、 局部稳定：
杆件应便于与其他构件连接。 （四）连接简便──杆件应便于与其他构件连接。 杆件应便于与其他构件连接 以开敞式截面为宜。 以开敞式截面为宜。
设计方法： 二、 设计方法： (一) 试选截面 一 先假定杆的长细比： １ 、 先假定杆的长细比 ： 当荷载≤1500ＫＮ，计算长度 0为5~6 ＫＮ，计算长度 ① 当荷载 ＫＮ，计算长度l 的压杆， ｍ的压杆，可假定 λ＝80～100； ＝ ～ ； ＫＮ，计算长度 ②当荷载≥3000ＫＮ，计算长度 0为4~5ｍ 当荷载 ＫＮ，计算长度l ｍ 的压杆， 的压杆，可假定 λ＝60～70； ＝ ～ ；
二、 Ｈ型钢
（一） 试选截面 由于Ｈ型钢截面宽度较大，因此假定长细比可减小。 由于Ｈ型钢截面宽度较大，因此假定长细比可减小。
查表(b ) : ϕ = 0.734 →
Areq 假定λ＝60 l0 x 560 ixreq = λ = 60 = 9.3cm l 350
N 1400 ×10 = = = 60.55cm 2 ϕf 0.734 × 315 ×10 2
查表(16 Mn, b) : ϕ x = 0.431
= 103.11cm 2
350 = = = 3.5cm λ 100
由附表中不可能选择出同时满足A 由附表中不可能选择出同时满足 req 、 ixreq 、 iyreq 三值的工字钢，可只在A 三值的工字钢，可只在 req和iyreq两值之间选择适 当型号。现试选 当型号。现试选156a A＝135.44cm2，ix=22.0cm，iy＝3.18cm， ＝ ， ， b/h=166/560=0.29<0.8。 。
（三）焊接工字截面 查附表得φ=0.764，故 由λy＝51.7查附表得 查附表得 ，
N 1400 ×103 = = 286.3N / mm 2 < f = 215 N / mm 2 (不满足） ϕA 0.764 × 64 ×102
由上例计算结果可见： 由上例计算结果可见： 在上例条件下， １.在上例条件下，工字钢的截面面积比 型钢和焊接工字形截 在上例条件下 工字钢的截面面积比H型钢和焊接工字形截 面的要大一倍多。强轴方向的计算长度虽较长， 面的要大一倍多。强轴方向的计算长度虽较长，但支柱的承载 能力却是由弱轴方向所决定，且强轴方向还富余很多。 能力却是由弱轴方向所决定，且强轴方向还富余很多。 工字钢在改用Ｑ 后截面不增大仍可安全承载 后截面不增大仍可安全承载， ２.工字钢在改用Ｑ235后截面不增大仍可安全承载，而Ｈ型钢和 工字钢在改用 焊接工字形截面却相差很多， 焊接工字形截面却相差很多，这表明长细比大的压杆由于在弹 性状态工作，钢材强度对稳定承载能力的影响不大， 性状态工作，钢材强度对稳定承载能力的影响不大，而长细比 小的压杆则因在弹塑性状态工作，钢材强度有较显著影响。 小的压杆则因在弹塑性状态工作，钢材强度有较显著影响。
工字形： 工字形：
b1 ≤ ( 10 + 0 . 1 λ ) 235 t fy h0 ≤ ( 25 + 0 . 5 λ ) 235 tω f
y
b1
箱形截面： 箱形截面：
b0
t t
≤ (10 + 0 . 1 λ ) 235 或 h0 tw ≤ 40 235
fy fy
b1
Ｔ形截面
2、 确定截面需要的面积 、回转半径 , iy, 以 、 确定截面需要的面积A 回转半径ix 及高度h、宽度b 及高度 、宽度 ：
查稳定系数ϕ 查稳定系数 ϕ x ϕy ， 长细比λ 长细比λ 对 x 轴的回转半径 ix = 对 y 轴回转半径
iy =
l0 x
求A=N/(ϕ·f） ϕ ）
λ
→求h≈ix/a1 →求b≈iy/a2 求
3．整体稳定： 3．整体稳定：由λmax =λy=63.5，查表得φ=0.708。 =63.5，查表得φ=0.708。
350 λy = == = 63.5 < [λ ] = 150(满足) iy 5.51
l0 y
N 1400×103 = = 307.5N / mm2 < f = 315N / mm2 (满足） ϕA 0.708× 64.3 ×102
A=64cm2
三、焊接工字形截面 （二） 验算截面 截面几何特性： 截面几何特性：
1 I x = 12 × 0.6 × 203 + 2 × 26 ×1.0 ×10.52 = 6133cm 4
1 I y = 2 × 12 ×1.0 × 263 = 2929cm 4
ix =
Ix 6133 = = 9.79cm A 64
在满足板件宽厚比限值的条 （二）宽肢薄壁──在满足板件宽厚比限值的条 件下使截面面积分布尽量远离形心轴， 件下使截面面积分布尽量远离形心轴，以增大截 面惯性矩和回转半径， 面惯性矩和回转半径，提高杆件的整体稳定承载 力和刚度，达到用料合理。 力和刚度，达到用料合理。 （三）制造省工——应充分利用现代化的制 应充分利用现代化的制 造能力和减少制造工作量。 造能力和减少制造工作量。尽量采用型钢和 采用便于自动焊的截面（工字型截面）。 采用便于自动焊的截面（工字型截面）。
3
i yreq =
0y
λ
=
60
= 5.8cm
试选HK220a， ， 试选 其A=64.3cm3、ix=9.2cm、iy=5.51、b/h=220/210=1.05>0.8。 、 、 、 。
（二）
验算截面
强度：因截面无削弱，可不验算。 １． 强度：因截面无削弱，可不验算。 刚度： ２． 刚度： l0 x 560 λx = == = 60.9 < [λ ] = 150(满足) ix 9.2
N 1400 × 103 = = 210.1N / mm 2 < f = 215 N / mm 2 (满足） ϕA 0.492 × 135.44 × 10 2
（二）Ｈ型钢 ）Ｈ型钢 查附表得φ 由λy＝63.5查附表得 y=0.789，故 查附表得 ，
N 1400 × 103 = = 275.9 N / mm 2 > f = 215 N / mm 2 (不满足） ϕA 0.789 × 64.3 × 10 2
hreq 9.3 = = = 21.6cm α1 0.43 ixreq
i yreq
i yreq 350 5.8 = = = 5.8cm → breq = = = 24.2cm λ 60 α 2 0.24
l0 y
选用如图所示尺寸,即 选用如图所示尺寸 即: 翼缘: 2－260×10 面积： 52cm2 翼缘 － × 面积： 腹板: － 腹板 1－200×6 面积： 12cm2 × 面积：
t 235 ≤ (10 + 0.1λ ) h0 fy tω
[例1] 下图所示为某炼钢厂工作平台的部分结 例 其中支柱AB 承受心压力 承受心压力N=1400kN,柱下端固定， 柱下端固定， 构。其中支柱 柱下端固定 上端铰接。试选择该柱截面： 上端铰接。试选择该柱截面： 用工字钢； １、用工字钢； 型钢； ２、用Ｈ型钢； 用焊接工字形截面，翼缘为剪切边。 ３ 、 用焊接工字形截面 ， 翼缘为剪切边 。 材料均为 16Mn钢，截面无削弱。 钢 截面无削弱。 材料改为Ｑ ４、材料改为Ｑ235，以上选择出的截面是否还可以 ， 安全承载？ 安全承载？