2010年一級注冊建筑師鋼結(jié)構(gòu)輔導(dǎo)精選(21)

　　鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件通常按受力性質(zhì)分成三類基本構(gòu)件：軸心受力構(gòu)件、受彎構(gòu)件(梁)和拉彎、壓彎構(gòu)件。設(shè)計(jì)時(shí)不宜采用：厚度小于 4mm的鋼板，壁厚小于 3mm的鋼管，截面小于∠ 45×4 或∠56 ×36 ×4 的角鋼(對焊接結(jié)構(gòu))，或截面小于∠50 ×5 的角鋼(對螺栓連接結(jié)構(gòu))。

　　一、軸心受力構(gòu)件

　　1 .截面型式

　　軸心受力構(gòu)件分軸心受拉和軸心受壓兩種，其截面有多種形式。選型時(shí)要注意：( 1 ) 形狀應(yīng)力求簡單，以減少制造工作量; ( 2 )截面宜具有對稱軸，使構(gòu)件有良好的工作性能; ( 3 )要便于與其他構(gòu)件連接; ( 4 )在同樣截面積下應(yīng)使其具有較大的慣性矩，亦即構(gòu)件的材料宜向截面四周擴(kuò)展，從而減小構(gòu)件的長細(xì)比; ( 5 )盡可能使構(gòu)件在截面兩個(gè)主軸方向?yàn)榈葎偠取?/p>

　　常用的截面形式如圖 6 -29 所示。其中圖 6 -29 ( a )所示為軋制型鋼截面，制造工作量最少是其優(yōu)點(diǎn)。圓鋼因截面回轉(zhuǎn)半徑小，只宜作拉桿;鋼管常在網(wǎng)架中用作以球結(jié)點(diǎn)相連的桿件，也可用作桁架桿件，不論是用作拉桿或壓桿，都具有較大的優(yōu)越性，但其價(jià)格較其他型鋼略高;單角鋼截面兩主軸與角鋼邊不平行，如用角鋼邊與其他構(gòu)件相連，不易做到軸心受力，因而常用于次要構(gòu)件或受力不大的拉桿;軋制普通工字鋼因兩主軸方向的慣性矩相差較大，對其較難做到等剛度，除非沿其強(qiáng)軸 x 方向設(shè)置中間側(cè)向支點(diǎn)。熱軋 H 型鋼由于翼緣寬度較大且為等厚度，常用作柱截面，可節(jié)省制造工作量。熱軋剖分 T 型鋼可用作桁架的弦桿，可節(jié)省連接用的結(jié)點(diǎn)板。

　　應(yīng)用最多的是圖 6 -29 ( b )所示利用型鋼或鋼板焊接而成的實(shí)腹式組合截面件的荷載并不太大而長度較長時(shí)，為了加大截面的回轉(zhuǎn)半徑，可采用圖 6 -29 (c)所示利用軋制型鋼由綴件相連而成的格構(gòu)式組合截面，綴件包括綴條和綴板兩種，因它不是連續(xù)的，故圖 6 -29 中以虛線表示。

　　在冷彎薄壁型鋼中，常用作軸心受力構(gòu)件截面的形式如圖 6-29 ( d )所示，其設(shè)計(jì)應(yīng)按 《 冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范 》 進(jìn)行。

　　2 .破壞方式及計(jì)算內(nèi)容

　　拉桿的破壞主要是鋼材屈服或被拉斷，兩者都屬于強(qiáng)度破壞。壓桿(柱子)的破壞則主要是由于構(gòu)件失去整體穩(wěn)定性(或稱屈曲)或組成構(gòu)件的板件局部失去穩(wěn)定性;當(dāng)構(gòu)件上有螺栓孔等使截面有較多削弱時(shí)，也可能因強(qiáng)度不足而破壞。因此，對壓桿通常要計(jì)算構(gòu)件的整體穩(wěn)定性、組成構(gòu)件的局部穩(wěn)定性和截面的強(qiáng)度三項(xiàng)，而對拉桿只要計(jì)算強(qiáng)度一項(xiàng)。這些計(jì)算內(nèi)容，都屬于按承載能力極限狀態(tài)計(jì)算，計(jì)算時(shí)應(yīng)采用荷載的設(shè)計(jì)值。

　　軸心受力構(gòu)件不要求驗(yàn)算其軸向變形，但軸心受力構(gòu)件如果過分細(xì)長，則在制造、運(yùn)輸和安裝時(shí)很易彎曲變形;在構(gòu)件不是處于豎向位置時(shí)，其自重也常可使構(gòu)件產(chǎn)生較大的撓度;對承受動(dòng)力荷載的構(gòu)件還將產(chǎn)生較大的振幅。對壓桿而言，構(gòu)件過分細(xì)長將降低構(gòu)件的整體穩(wěn)定性。因而對軸心受力構(gòu)件不論其為拉桿或壓桿都要限制其長細(xì)比λ不超過某容許值，此條件常稱為剛度條件：

　　式中l(wèi)0? 構(gòu)件的計(jì)算長度或稱有效長度，按規(guī)范第 5.3 節(jié)確定;

　　i? 構(gòu)件截面的回轉(zhuǎn)半徑， ， I 為構(gòu)件毛截面的慣性矩， A 為構(gòu)件毛截面的面積;

　　[λ]? 規(guī)范中按拉桿或壓桿及構(gòu)件的重要性分別規(guī)定的容許長細(xì)比，見規(guī)范表 5 . 3 . 8 和 5 . 3 . 9 。

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