钢结构压弯构件的截面选择

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第!!卷第"期长安大学学报%自然科学版&?(-@!!:(@"!##!年$月’()*+,-(./0,+12,+3+456*7489%:,8)*,-;<46+<6=>484(+&;6AB!##!文章编号CDFHDEIIH$%!##!&#"E##HFE#J钢结构压弯构件的截面选择李耕俭%长安大学建筑工程学院G陕西西安HD##FD&摘要C通过对钢压弯构件的强度K平面内和平面外稳定性计算公式的联立求解G得出对截面主轴的强轴的截面惯性矩L结合假定长细比来选择压弯构件的截面G极大地减小了计算工作量G可避免反复试算L关键词C压弯构件M截面惯性矩M长细比M强度M稳定性中图分类号CN3J$!@D文献标识码COPQRSTUVWXYYZRY[ZTRRZTS]WT]SV^R^_RSZ[R‘]SRVQaWY^bSRZZUYQcdefghEijkg%;<0((-(./(+78*)<84(+=+14+66*4+1G/0,+12,+3+456*7489Gl42,+HD##FDG/04+,&m_ZTSVWTCN0*()1080674n)-8,+6()77(-)84(+(.6o),84(+7(.78*6+180G,+>78,p4-489,+>()8(.806p6+>4+1A-,+6G806n(n6+8(.4+6*84,(.,76<84(+,p()8487n,4+,q47r,7,p8,4+6>Bs480806<(np4+,84(+(.A*(A(*84(+4+180676<84(+(.,n6np6*4+.-6q)*6,+><(nA*6774(+p9,77)n4+1487786+>6*+677*,84(G806,n()+8(.<,-<)-,84(+r,71*6,8-9*6>)<6>,+>806*6A6,86>8*4,-7r6*6,5(4>6>BtRuvYSaZCn6np6*74+.-6q)*6,+><(nA*6774(+Mn(n6+8(.4+6*84,M7-6+>6*+677*,84(M78*6+180M78,p4-489在实际工程设计应用中G如按钢结构设计规范}"{!%&%D&%wx’DHEII&yDz中给出的压弯构件的强度K平面内和~g#{$g{平面外稳定计算公式来直接选择压弯构件的截面尺}(){"{!%&’{~#{$D{%D*#@I}+},{&寸相当困难G由于其未知量太多G按目前较常用的方!!%},{-.,d{+/&%!&法%即参考已有的工程设计资料或凭设计者积累的经验&来选择截面G其试算工作量相当大G为解决这}!(1{"{%&%J&’0~’2$D{一问题G对钢压弯构件的强度K弯矩作用平面内和平式中各符号意义见文献yDzL面外稳定性的计算公式进行联立求解G得出对截面初选截面时G可取~-~由式%D&gG$g{-$D{G强轴的惯性矩d并结合假定长细比G局部稳定的{G有计算公式及截面回转半径与截面尺寸近似关系G来~-}#{$g{+%&#{$g{*"{&%3&选择截面尺寸G最后进行各项验算G试算工作量较将式%3&分别代入式%!&和式%J&G整理得小L!!!"{.,d{*.,d{(){’{*#@I}/$g{-!!%"&|公式推导#{&%D*’{&%.,d{*#@I}/&"{’2*#{(1{’0钢结构设计规范yDz给出的压弯构件的强度G平$g{-%F&#{&’2%D*’0&面内与平面外稳定计算公式分别为由式%"&K%F&相等G经整理得收稿日期万方数据C!##DED!E!"作者简介C李耕俭%D$FDE&G女G江苏南京人G长安大学讲师G硕士生 第;期李耕俭G钢结构压弯构件的截面选择88)$%&’(,-.,"/,0123045",0.6/,"1@5C最后按选出的截面尺寸计算对强轴的截面惯性!"#).81*+,-.6/,01.6/47","1/.,-/3"45",01.6/,"1矩!U"C因是初选截面9故取4并将3代7"#45"#69"#6:$;.E1由?"F?0查得,"F,0值9并计算,-值C入式.819则.N1将,"F,0及,-代入式.&1计算!"C)!$%&’(,-.,"/,0126:$;,0.6/,"1.;1比较!U与!值9若相近即可进行验算C"#).&1""*+,0.6/,"1.6:$;/,-1VV形组合截面=:=单轴对称双角钢WW其中9若,则变为"#,09).61假定?"#?0@A?BC$%&’(6:$;!"#)6:$;/,.<1.)1由假定长细比按-类截面查得,"F,0值9并*+-计算,值C-=截面选择步骤.E1将,-值代入式.<1计算!"C=:>双轴对称工字钢截面.N1按!"值查表选取型钢号9并进行验算C):6:6型钢截面X算例.61假定对弱轴的长细比?0@A?BC例6G一两端铰接的偏心受压柱9承受压力’#.)1计算对强轴的长细比?"C由型钢规格可计算出截面宽度与高度比值的近似值见表6C设所选截E<$YZ9两端作用力的偏心距皆为;$[9柱高;面规格在某一范围内9则D值可从表6中查出C又C偏心在弱轴上9沿强轴方向有一中间支承9])E;E由截面回转半径和截面高度F宽度之间的关系GH钢9试设计柱截面C"#解G.61设?D0#<$6IJH0#D)-得?0#(K0LH0#(K0LD)-J因I#-LDE#.)1设截面规格在MN$^N;之间9由表6知DE(K0L.D)DE?019所以#$:E;9查文献A)B9D6#$:E<9D)#$:)$9代入式(K"(K"D)DE?0(K"?"###.6$1H"D6ID6(K0.6$19得?"#E)C表6热轧普通工字钢宽高比近似值DE.E1由?"#E)查_类截面稳定系数表得,"#型钢DE#-LI$:<;<9由?0#<$查-类截面稳定系数表,0#)M6NO6&$:;;$:P)69而,-#6:$8/<$LNN$$$#$:&&PCNM)$O))$:;$.N1将已知量代入式.&1得G!"#)<<8$‘6$NM);O)&$:N;\CaME)OEP$:N$.;1按!"值查型钢表选取MN;9并验算满足要求.例6参考文献AEB1CMN$ON;$:E;例)G一两端铰接压弯杆9长6;9在强轴方向M;$O;P$:E6沿杆长有两道侧向支承9承受轴心压力设计值’#MPE$:)&<&$YZ9杆长中点作用一横向荷载设计值b#6&$.E1由?"F?0查出相应的整体稳定系数,"和,09YZC材料为6Pcd钢9试进行截面设计C)?0Q0并按公式,-#6:$8/计算,-值.公式的解G.61设?"#?0#P$9所选截面翼缘为火焰切NN$$$)E;割边9即对"F0轴均属-类截面C适用条件?0@6)$R)E;LQ01CE.)1确定截面尺寸9由H"#6;‘6$LP$#$:NEI.N1将,"F,0F,-值代入式.&1计算!"值C得GI#;&:6[9由HE0#;‘6$LP$#)N-得G-#EN:8.;1按!"值查表选择型钢号9进行全面验算9若不满足9可适当调整?值9直到满足C[95#EN:8L.E$R)E;LEN;1#6:N[9取翼缘-‘50#E;[‘6:N[9腹板I$‘5T#;8[‘6:)[9按):6:)焊接工字钢截面所选截面计算对强轴惯性矩.61假定?"#?0@A?BCUE)!"#6:)‘;8L6)2)‘E;‘6:NA.;826:N1L)B#.)1确定截面尺寸C由于?"#(K"LH"计算H"9由?0N6$)$8&[#(K0LH0计算H0值9并注意到截面回转半径的近似关系9得出I#H翼缘厚度可按局部稳定.E1由?#P$查-类截面9得,"#,0#$:8EN9,-"LD69-#H0LD)C万方数据)P$EN;计算公式求出9即5S-L.E$R)E;LQ腹板厚度5#6:$8/NN$$$‘)E;#$:<;9将已知数据代入式019T 9<长安大学学报!自然科学版#2662年,查型钢表试选截面$对单轴对称的双角钢组合截面!"#$得%&’"((")*+-!,#比较%.与%值数值接近$可进行验算$验的选择更为方便J对双轴对称焊接工字钢截面需按&&算满足要求/,0-故可采用所选截面尺寸-%&值并结合截面回转半径的近似值及翼缘局部稳例)1某2,+钢屋架上弦杆$3定要求选择截面尺寸$最后均需进行截面验算-4&’345’)6(7++$轴心压力设计值8’9,(:;$跨中弯矩(<=<参考文献1:;>+$?2)@钢$试设计上弦杆截面-解1!(#设A&’A5’96$采用不等边角钢长肢相/(0!KLM(9N<<#钢结构设计规范/O0P北京1中国计划出版拼的组合截面-社$("<"P/20陈绍蕃P钢结构/Q0P北京1中国建筑工业出版社$!2#由A’96查B类表$得C&’C5’6=9@($CB’2("",P(=69D96E,,666’6="7-/)0黎钟$高云虹P钢结构/Q0P北京1高等教育出版社$!)#将CB及已知数据代入式!"#计算得%&’(""6P,,)6"9F(6++-/,0刘声扬P钢结构/Q0P武汉1武汉工业大学出版社$GG!,#按%&查型钢表选HH266F(2@F(2$长肢("<