轴心受力构件（五）

1、截面选择 (1) 截面形式

确定轴心受压实腹柱的截面形式时，应考虑以下几个原则：①面积的分布应适当远离轴线，以增加截面的惯性矩和回转半径。在保证局部稳定的条件下，提高柱的整体稳定性和刚度；②在两个主轴方向的长细比应尽可能接近，即

，以达到经济效果；③便于与其

他构件连接；④构造简便，制造省工；⑤选用能够供应的钢材规格等等。

轴心受压实腹柱宜采用双轴对称截面。不对称截面的轴心压杆会发生弯扭失稳，往往不很经济。轴心受压实腹柱常用的截面形式有工字形、管形、箱形等。其优缺点见表6－6。

(2) 截面的初步选择

设计截面时，首先要根据使用要求和上述原则选择截面形式，确定钢号，然后根据轴力设计值 和两个主轴方向的计算长度（和）初步选定截面尺寸。具体步骤如下：

N l0xl0y1）假定柱的长细比 ，一般在60～100范围内，当轴力大而计算长度小时，取较小

值，反之取较大值。如轴力很小， 可取容许长细比。根据 及截面分类查得 值，按下式计算所需的截面面

2）求截面两个主轴方向所需的回转半径 ，

再根据截面的近似回转半径求截面轮廓尺寸，即求高度 h和宽度b1

，

式中 、

分别为系数，表示 hb和回转半径间的近似数值关系。例如，

、1 ix、iy

，

由三块钢板组成的工字形截面，有

3）由 和 ，根据构造要求、局部稳定和钢材规格等条件，确定截面所有其余尺

Ash、b1 寸。

实腹式轴压杆常用截面形式及其优缺点 表6-6

截面图形、名称 优点 缺点 ix ，iy相差很大， 省工、价廉 当 l0x ，l0y接近时很不经 济 省工，双向 ix ，iy接近， 经济性好 规格有限制 双向ix ，iy接近，经济性 好，截面组合灵活，便于自动焊 增加加工焊接工作量 加工量较少，材料单价较低 ix 和iy相同或接近（矩形 管），回转半径大，抗压稳定性好，用材省，抗扭刚度大 用材增多，截面形式、尺寸均受限制，连接复杂 圆管单价较高，与其它构件连接时相对较繁 2、截面验算

(1) 强度验算

强度验算公式为

式中： An ―压杆的净截面面积； N ―轴心压力设计值； f ――钢材的抗压强度设计值。当轴压杆与其他杆件连接采用螺栓或高强度螺栓时，连接处的强度验算应按有关公式进行。

(2) 整体稳定验算

整体验算公式为：

，

验算整体稳定时，应对截面的两个主轴方向进行验算。

(3) 局部稳定验算

局部稳定验算应根据截面形式按表进行。 轴心受压实腹构件宽厚比限值 表6－5

截面及板件尺寸 宽厚比限值 注：表中的 小于30时取30，大于100时取100。

(4) 刚度验算

刚度验算公式为

式中：

――容许长细比。压杆长细比过大在杆件运输、安装和使用过程中易变形，

故需加以限制。

3、构造要求

当实腹柱的腹板计算高度 h 与 t 厚度之比大于80时，应设置成对的横向加劲肋（图）

0w

横向加劲肋的作用是防止腹板在施工和运输过程中发生变形，并可提高柱的抗扭刚度。横向加劲肋的间距不得大于 3h ，外伸宽度 b不小于h/30+40cm，厚度t 应不小于b/15 。0s0ws

（图）

当实腹柱的腹板因宽厚比大于表6－5的限值而采用纵向加劲肋加强时，纵向加劲肋应成对配置，其一侧外伸宽度不应小于 ，厚度不应小于 。

10tw 0.75tw

除工字形截面外，其余截面的实腹柱应在受有较大水平力处、在运输单元的端部以及其它需要处设置横隔。横隔的中距不得大于柱截面较大宽度的9倍，也不得大于8m。

轴心受压实腹柱的纵向焊缝（如工字形截面柱中翼缘与腹板的连接焊缝）受力很小，不必计算，可按构造要求确定焊脚尺寸。

五、格构式轴心受压构件

轴心受压格构柱的设计包括以下一些主要内容：

① 截面选择；