取单根格构柱700KN计算

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安全设施计算软件(2014) PKPM软件出品
格构柱稳定性的计算

依据《钢结构设计规范》(GB50017-2011)。
1. 格构柱截面的力学特性:
格构柱的截面尺寸为0.50×0.50m;
主肢选用:8号角钢b×d×r=80×6×9mm;
缀条选用:2号角钢b×d×r=20×3×3.5mm;
主肢的截面力学参数为 A0=9.40cm2,Z0=2.19cm,Ix0=57.35cm4,Iy0=57.35cm4;
缀条的截面力学参数为 At=1.13cm2;


格构柱截面示意图

格构柱的y-y轴截面总惯性矩:


格构柱的x-x轴截面总惯性矩:


经过计算得到:

Ix=4×[57.35+9.40×(50/2-2.19)2]=19786.29cm4;
Iy=4×[57.35+9.40×(50/2-2.19)2]=19786.29cm4;

2. 格构柱的长细比计算:
格构柱主肢的长细比计算公式:
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其中 H ── 格构柱的总高度,取6.00m;

I ── 格构柱的截面惯性矩,取,Ix=19786.29cm4,Iy=19786.29cm4;
A0 ── 一个主肢的截面面积,取9.40cm2。
经过计算得到λx=26.15,λy=26.15。

换算长细比计算公式:

其中 A ── 格构柱横截面的毛截面面积,取4×9.40cm2;

A1 ── 格构柱横截面所截垂直于x-x轴或y-y轴的毛截面面积,取2×1.13cm2;
经过计算得到λkx=36.71,λky=36.71。

3. 格构柱的整体稳定性计算:
格构柱在弯矩作用平面内的整体稳定性计算公式:

其中 N ── 轴心压力的计算值(kN);取 N=700.00kN;

A── 格构柱横截面的毛截面面积,取4×9.40cm2;
φ── 轴心受压构件弯矩作用平面内的稳定系数;

根据换算长细比 λ0x=36.71,λ0y=36.71≤150 满足要求! 查《钢结构设计规范》得到
φx=0.91,φy=0.91。
经过计算得到 X方向的强度值为203.80N/mm2,不大于设计强度215N/mm2,所以满足要求!
Y方向的强度值为203.80N/mm2,不大于设计强度215N/mm2,,所以满足要求!

4. 格构分肢的长细比验算:
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由于格构形式采用,分肢选取8号角钢b×d×r=80×6×9mm,其回转半径i=15.9mm。
λ1=L/i=400/15.9=25.16≤0.7×λ0x=25.70且小于等于40 满足要求!