钢结构2014-2015-2

一、强度计算(承载能力极限状态)

N f AnN—轴心拉力或压力设计值； An—构件的净截面面积； f—钢材的抗拉强度设计值。

( 4 1)

适用于fy/fu≤0.8的情况；轴心受压构件，当截面无削 弱时，强度不必计算。

二、刚度计算(正常使用极限状态)

保证构件在运输、安装、使用时不会产生过大变形。

l0 [ ] il 0 构件的计算长度；i

(4 2)

I 截面的回转半径； A

[ ] 构件的容许长细比，其 取值详见规范或教材。应计算最大长细比进行验算，取两主轴方向的较大值。

轴心受压构件的整体稳定轴心受压构件不发生整体失稳的条件为，截面应 力不大于临界应力，并考虑抗力分项系数γR 后，即为： N cr cr f y f A R fy R

即：

N f ( 4 24) A 稳定系数，可按截面分 类和构件长细比查 表得到。

公式使用说明：

(1)截面分类：见教材；

(2)构件长细比的确定 ①、截面为双轴对称或极对称构件：

y x y x

x l ox i x

y l oy i y

对于双轴对称十字形截面，为了防 止扭转屈曲，尚应满足：

y x

ty

bx

x 或 y 5 .07 b tb t 悬伸板件宽厚比。

②、截面为单轴对称构件：

绕 非 对 称 轴x 轴 ： x l o x i x绕对称轴y轴屈曲时，以换算长细 比λyz代替λy ,计算公式如下： yz 1 2 2 y z 2 x

y x y

2 y

2 z

2

4 1 e 02 i 02 2y 2 z

1 2

( 4 25 )

2 2 2 i A I 25 . 7 I l z 0 t 2 2 2 i 02 e 0 ix iy

( 4 26 )

③、单角钢截面和双角钢组合T形截面可采取以下简 化计算公式： y

A、等边单角钢截面，图(a)

当 b t 0.54 l 0 y b时：4 0 . 85 b yz y 1 2 2 l0 y t 当 b t 0.54 l 0 y b时：

y

(a)

( 4 27a )

yz

2 2 l0 b yt 4.78 1 4 t 13 . 5 b

( 4 27b )

B、等边双角钢截面，图(b)

b

y

b

当 b t 0.58 l 0 y b时：4 0 . 475 b yz y 1 2 2 l0 y t 当 b t 0.58 l 0 y b时：

y

(b)

( 4 28a )

yz

2 2 l0 b yt 3 .9 1 4 t 18 . 6 b

( 4 28b )

C、长肢相并的不等边角钢截面， 图(C)

b2

y

b2

当 b2 t 0.48 l 0 y b2 时：4 1 . 09 b yz y 1 2 22 l t 0 y 当 b2 t 0.48 l 0 y b 2 时：

y

(C)

( 4 29a )

yz

b2 5 .1 t

2 2 l0 t 1 y 4 17 . 4 b 2

( 4 29b )

b1

D、短肢相并的不等边角钢截面， 图(D)

b1

y

b1 b2

y

当

b1 t 0.56 l 0 y b1 时，近似取：

(D)

yz y当 b1 t 0.56 l 0 y b 1 时：2 2 l b1 0yt 3 .7 1 t 52.7b14

( 4 30a )

yz

( 4 30b )

④、单轴对称的轴心受压构件在绕非对称轴以外的任意轴失稳时 ，应按弯扭屈曲计算其稳定性。当计算等边角钢构件绕平行轴(u轴)稳 定时，可按下式计算换算长细比，并按b类 截面确定 值：

u b

u

当 b t 0.69 l 0 u b时： 0.25b 4 uz u 1 2 2 l 0u t 当 b t 0.69 l 0 u b时：

( 4 31a )

uz 5.4

b t

( 4 31b )

式中： u l 0 u i 0 u ,构件对u轴的长细比。

(3)其他注意事项：

1、无任何对称轴且又非极对称的截面(单面连接的 不等边角钢除外)不宜用作轴心受压构件；2、单面连接的单角钢轴心受压构件，考虑强度折减 系数后，可不考虑弯扭效应的影响； 3、格构式截面中的槽形截面分肢，计算其绕对称轴 (y轴)的稳定性时，不考虑扭转效应，直接用λy 查稳定系数 。 y实轴 x x 虚 轴

y

单角钢的单面连接时强度设计值的折减系数： 1、按轴心受力计算强度和连接乘以系数 0.85;

2、按轴心受压计算稳定性：等边角钢乘以系数0.6+0.0015λ,且不大于1.0; 短边相连的不等边角钢乘以系数 0.5+0.0025λ ,且不 大于1.0; 长边相连的不等边角钢乘以系数 3、对中间无联系的单角钢压杆，

0.70;y0 x x y0

按最小回转半径计算λ,当

λ< 20时，取λ=20。

轴心受压构件的局部稳定由上式，即可确定局部失稳不早于整体失稳时，板件的宽厚比限值：1、翼缘板： A、工字形、T形、H形截面翼缘板b t b t b t b t

b 235 10 0.1 t fy

( 4 41)

式中： 构件两方向长细比较大 值，当 30时 , 取 30;当 100时，取 100。

B、箱形截面翼缘板

b 235 13 t fy b0 235 40 t fy

( 4 42 ) ( 4 43)

b0 t

b

2、腹板： A、工字形、H形截面腹板tw h0

h0 235 25 0.5 tw fy

(4 44)tw h0

式中： 构件两方向长细比较大值，当 30时, 取 30;当 100时，取 100。