【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ????? ?? 22 ??? （ 3－ 28） 根據(jù)局部穩(wěn)定和整體穩(wěn)定的等穩(wěn)定性，應(yīng)保證板件的局部穩(wěn)定臨界應(yīng)力 σ cr不小于構(gòu)件整體穩(wěn)定的臨界應(yīng)力 fy，即 ?? ? yfbtEk ????? ????????222112（ 3－ 29） 由式（ 329）可確定板件寬厚比的限值。 3. 軸心受力構(gòu)件 ① 受壓翼緣 由于工字形截面（圖 311）的腹板一般較薄，對(duì)翼緣板幾乎沒(méi)有嵌固作用，因此翼緣可視為三邊簡(jiǎn)支一邊自由的均勻受壓板，取屈曲系數(shù) k＝ ，彈性嵌固系數(shù) χ ＝ 。由式（ 329）可以得到翼緣板外伸部分的寬厚比 b/t與長(zhǎng)細(xì)比 λ的關(guān)系曲線。此曲線的關(guān)系式較為復(fù)雜，為了便于應(yīng)用，采用下列簡(jiǎn)單的直線式表達(dá) ⑴ 工字形截面 ? ?yftb ??? （ 3－ 30） 式中： λ — 構(gòu)件兩方向長(zhǎng)細(xì)比的較大值 （當(dāng) λ ＜ 30時(shí)，取 λ ＝ 30；當(dāng) λ ＞ 100時(shí)，取 λ ＝ 100）。 ② 腹板 腹板可視為四邊簡(jiǎn)支板，屈曲系數(shù) k＝ 4。當(dāng)腹板發(fā)生屈曲時(shí)，翼緣板作為腹板縱向邊的支承，對(duì)腹板將起一定的彈性嵌固作用，可使腹板的臨界應(yīng)力提高，根據(jù)試驗(yàn)可取彈性嵌固系數(shù) χ ＝ 。由式（ 329），經(jīng)簡(jiǎn)化后得到腹板高厚比h0/tw，的簡(jiǎn)化表達(dá)式（ λ取值同①） ? ?yw fth 23 ??? （ 3－ 31） t wh0tb圖 311 工字形截面 3. 軸心受力構(gòu)件 ⑵ T形截面 ① 受壓翼緣 T形截面（圖 312）軸心受壓構(gòu)件的翼緣板外伸寬度 b與厚度 t之比和工字形截面相同，其 b/t限值按式（ 330）計(jì)算。 ② 腹板 T形截面的腹板也是三邊支承一邊自由的板，但它受翼緣彈性嵌固作用稍強(qiáng)。 《 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 》 規(guī)定腹板高厚比 h0/tw的限值按下列規(guī)定計(jì)算 熱軋剖分 T形鋼 焊接 T形鋼 ? ?yw fth 23 ??? （ 3－ 32） ? ?yw fth 23 ??? （ 3－ 33） λ的取值同上。 h0bt wt圖 312 工字形截面 3. 軸心受力構(gòu)件 箱形截面（圖 313）軸心受壓構(gòu)件的翼緣和腹板在受力狀態(tài)上并無(wú)區(qū)別，均為四邊支承板，翼緣和腹板的剛度接近，可取 χ ＝ 。 《 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 》對(duì)所有長(zhǎng)細(xì)比情況統(tǒng)一取 ⑶ 箱形截面 t wh0tt wb 0yftb 235400 ?yw fth 235400 ? （ 3－ 35） （ 3－ 34） 圖 313 箱形截面 3. 軸心受力構(gòu)件 ⑷ 圓管截面 圓管（圖 314）屬圓柱殼，根據(jù)彈性穩(wěn)定理論，無(wú)缺陷的圓柱殼（外徑為 D，管壁厚度為 t）在均勻軸心壓力下的彈性屈曲臨界應(yīng)力 DEtcr ?? 殼體屈曲對(duì)缺陷的敏感性大，所以圓管的缺陷對(duì) σ cr的影響顯著，一般需要將理論計(jì)算結(jié)果折減很多，甚至折減 30％，才能符合試驗(yàn)結(jié)果，并且局部屈曲常常發(fā)生在彈塑性受力階段，彈性臨界應(yīng)力仍需予以修正。 《 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 》 規(guī)定 ?????????yftD 23 610 0 （ 3－ 36） 不同截面軸心受壓構(gòu)件的板件寬厚比值列于表 33。 當(dāng)工字形截面的腹板高厚比 h0/tw不滿(mǎn)足式 (331)的要求時(shí)，除了加厚腹板外，還可采用有效截面的概念進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算時(shí)，腹板截面面積僅考慮兩側(cè)寬度各為 的部分，但計(jì)算構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù) f時(shí)仍可采用全截面。 當(dāng)腹板高厚比不滿(mǎn)足要求時(shí)，亦可在腹板中部設(shè)置縱向加勁肋，用縱向加勁肋加強(qiáng)后的腹板仍按式（ 331）計(jì)算，但 h0應(yīng)取翼緣與縱向加勁肋之間的距離。 Dt圖 314 圓管截面 yw ft 235203. 軸心受力構(gòu)件 表 33 軸心受壓構(gòu)件板件寬厚比限值 b bt wh0tth0t wtb tb1? ?yftbtb ????????? 或? ?yw fth 23 ???? ?yw fth 23 ???? ?yw fth 23 ???b 0h0t wb 0h0tt wtyw fthtb 2354000 ????????? 或Dt?????????yftD 23 610 0截面及板件尺寸 寬厚比極限 （熱軋剖分 T形鋼） （焊接 T形鋼） （工字形） 3. 軸心受力構(gòu)件 167。 實(shí)腹式軸心受壓構(gòu)件一般采用雙軸對(duì)稱(chēng)截面，以避免彎扭失穩(wěn)。常用截面形式有型鋼截面和組合截面兩種。 167。 選擇實(shí)腹式軸心受壓構(gòu)件截面時(shí)，首先應(yīng)根據(jù)軸心壓力的設(shè)計(jì)值和計(jì)算長(zhǎng)度選定合適的截面形式，再初步確定截面尺寸，然后進(jìn)行強(qiáng)度、整體穩(wěn)定、局部穩(wěn)定和剛度等驗(yàn)算。具體步驟如下： ⑴ 假定構(gòu)件的長(zhǎng)細(xì)比 λ ，求出需要的截面面積 A。 一般假定 λ ＝ 50～ 100，當(dāng)壓力大而計(jì)算長(zhǎng)度小時(shí)取較小值，反之取較大值。根據(jù) λ 和截面分類(lèi)可查得穩(wěn)定系數(shù) f，則需要的截面面積 fNA?? ⑵ 計(jì)算兩個(gè)主軸所需要的回轉(zhuǎn)半徑 ?xx li 0??yyli 0?3. 軸心受力構(gòu)件 ⑶ 由計(jì)算的截面面積 A和兩個(gè)主軸的回轉(zhuǎn)半徑 ix、 iy優(yōu)先選用軋制型鋼。 當(dāng)現(xiàn)有型鋼規(guī)格不滿(mǎn)足所需截面尺寸時(shí)，可以采用組合截面，這時(shí)需先初步定出截面的輪廓尺寸，一般是根據(jù)回轉(zhuǎn)半徑由下式確定所需截面的高度 h和寬度 b 1?xih?2?yib?（ 3－ 37） α α 2為系數(shù)，表示 h、 b和回轉(zhuǎn)半徑 ix、 iy之間的近似數(shù)值關(guān)系，常用截面可由表 34查得。 ⑷ 由所需要的 A、 h、 b等，同時(shí)考慮構(gòu)造要求、局部穩(wěn)定以及鋼材規(guī)格等，確定截面的初選尺寸。 ⑸ 構(gòu)件強(qiáng)度、穩(wěn)定和剛度驗(yàn)算。 ① 當(dāng)截面有削弱時(shí)，需進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算： ② 整體穩(wěn)定驗(yàn)算： ③ 局部穩(wěn)定驗(yàn)算； ④ 剛度驗(yàn)算。 fANn???fAN ?? ??3. 軸心受力構(gòu)件 表 34 各種截面回轉(zhuǎn)半徑的近似值 hb bh hb bhbh hb bh截面 截面 hix 1??biy 2??hix 1??biy 2??3. 軸心受力構(gòu)件 167。 （略） 3. 軸心受力構(gòu)件 [例題 31] 圖 315所示為一管道支架，其支柱的壓力設(shè)計(jì)值 N＝ 1600kN，柱兩端鉸接，鋼材為 Q235，截面無(wú)孔眼削弱。試設(shè)計(jì)此支柱的截面：①采用普通軋制工字鋼；②采用焊接工字形截面，翼緣板為焰切邊。 3000300060001 111x x x xyyyy1 1N N (a) (b) （ c） 圖 315 例題 31圖 3. 軸心受力構(gòu)件 [例題 31]（續(xù) 1） [解 ] 支柱在兩個(gè)方向的計(jì)算長(zhǎng)度不相等，故取如圖 315(b)所示的截面方向，強(qiáng)軸為 x軸，弱軸為 y軸。柱在兩個(gè)方向的計(jì)算長(zhǎng)度： l0x＝ 6000mm， l0y＝ 3000mm ⑴ 軋制工字鋼 （ 圖 315(b)） ① 初選截面 假定 λ ＝ 90，對(duì)于軋制工字鋼，繞 x軸失穩(wěn)時(shí)屬于 a類(lèi)截面，由表查得 fx＝；繞 y軸失穩(wěn)時(shí)屬于 b類(lèi)截面，由表查得 fy＝ 。需要的截面幾何特性： 23m i n11 101600 mmfNA ????? ?mmli xx ??? ? mmli yy ??? ? 由型鋼表不可能選出同時(shí)滿(mǎn)足上述截面幾何特性的工字鋼，可適當(dāng)考慮 A和iy進(jìn)行選擇?，F(xiàn)初選 I56a， A＝ 135cm2， ix＝ ， iy＝ 。 ② 截面驗(yàn)算 因截面無(wú)孔眼削弱，可不驗(yàn)算強(qiáng)度。又因軋制工字鋼的翼緣和腹板均較厚，可不驗(yàn)算局部穩(wěn)定，只需進(jìn)行整體穩(wěn)定和剛度驗(yàn)算。 [例題 31]（續(xù) 2） 23m i n92 1016 00 mmfNA ????? ? 長(zhǎng)細(xì)比 由于 λ y＞ λ x，故 λ y由查表得 f＝ ，于是 ? ? ????? ??xxx il ? ? ????? ??yyy il2223 101600 mmNfmmNAN ????????滿(mǎn)足要求。 ⑵ 焊接工字形截面（圖 315(c)） ① 初選截面 由于焊接工字形截面寬度較大，因此長(zhǎng)細(xì)比的假設(shè)值可適當(dāng)減小，假設(shè)λ ＝ 60，查表得 fx＝ fy＝ （ b類(lèi)截面）。需要的截面幾何特性： 3. 軸心受力構(gòu)件 3. 軸心受力構(gòu)件 [例題 31]（續(xù) 3） mmli xx 1006060000 ??? ?mmli yy 506030000 ??? ? 由表 34查得焊接工字形截面的系數(shù) α 1＝ ， α 2＝ ，則所要截面的高度 h和寬度 b為： mmih x 1??? ?mmib y 602??? ? 初選截面如圖 435(c)所示，翼緣 2－ 250 14，腹板 1－ 250 8。 3. 軸心受力構(gòu)件 [例題 31]（續(xù) 4） 截面幾何特性： 290008250142502 mmA ??????? ? 433 1324 99000250242278250121 mmI x ?????43 36458333250141212 mmI y ?????mmAIi xx ?? mmAIi yy ?? ②