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文档简介
,例1 某焊接组合工字形截面轴心受压构件的截面尺寸如图所示,承受轴心压力设计值(包括自重)N=2000kN,计算长度l0x=6m ,l0y=3m,翼缘钢板为火焰切割边,钢材为Q345,f=315N/mm2,截面无削弱,试计算该轴心受压构件的整体稳定性。,惯性矩:,回转半径:,1、截面及构件几何性质计算,长细比:,截面面积,2、整体稳定性验算,查表得:,满足整体稳定性要求。,其整体稳定承载力为:,截面关于x轴和y轴都属于b类,,例2 某焊接T形截面轴心受压构件的截面尺寸如图所示,承受轴心压力设计值(包括自重)N=2000kN,计算长度l0x=l0y=3m,翼缘钢板为火焰切割边,钢材为Q345,f=315N/mm2,截面无削弱,试计算该轴心受压构件的整体稳定性。,1、截面及构件几何性质计算,截面重心:,截面面积:,惯性矩:,回转半径:,长细比:,2、整体稳定性验算,因为绕y轴属于弯扭失稳,必须计算换算长细比yz,因T形截面的剪力中心在翼缘板和腹板中心线的交点,所以剪力中心距形心的距离e0等于yc。即:,对于T形截面 I0,截面关于x轴和y轴均属于b类,,查表得:,满足整体稳定性要求,不超过5。,其整体承载力为:,从以上两个例题可以看出,例题2的截面只是把例题1的工字形截面的下翼缘并入上翼缘,因此两种截面绕腹板轴线的惯性矩和长细比是一样的。只因例题2的截面是T形截面,在绕对称轴失稳时属于弯扭失稳,使临界应力设计值有所降低。,【例4.2】 如图所示一管道支架,其支柱的设计压力为N1600kN(设计值),柱两端铰接,钢材为Q235,截面无孔削弱 ,试设计此支柱的截面:用普通轧制工字钢,用热轧H型钢,用焊接工字形截面,翼缘板为火焰切割边。,【解】支柱在两个方向的计算长度不相等故取图中所示的截面朝向,将强轴顺x轴方向,弱轴顺y轴方向,这样柱轴在两个方向的计算长度分别为,1.初选截面,假定90,对于热轧工字钢,当绕轴x失稳时属于a类截面,当绕轴y失稳时属于b类截面。,一、热轧工字钢,需要的截面几何量为,由附表7.1中不可能选出同时满足A、ix、iy的型号,可适当照顾到A、 iy进行选择,试选I56a , A135.38cm2、ix=22.01cm、iy=3.18cm.,2、截面验算,因截面无孔削弱,可不验算强度;又因轧制工字钢的翼缘和腹板均较厚,可不验算局部稳定,只需进行刚度和整体稳定验算。,满足要求,故整体稳定性满足要求。,由于热轧H 型钢可以选用宽翼缘的形式,截面宽度较大,因而长细比的假设值可适当减小,假设=60,对宽翼缘H型钢因b/h0.8,所以不论对x轴或y轴均属类b截面。,1、初选截面,二、热轧H型钢,查附表4.2得,需要的截面几何量为,由附表7.2中试选HW250250914 A92.18cm2、ix=10.8cm、iy=6.29cm,2、截面验算,因截面无孔削弱,可不验算强度;又因轧制钢的翼缘和腹板均较厚,可不验算局部稳定,只需进行刚度和整体稳定验算。,故刚度满足要求,故整体稳定性满足要求,假设60,组合截面一般b/h0.8不论对x轴或y轴均属b类截面。,1、初选截面,三、焊接工字钢,查附表4.2得,需要的截面几何量为,查表4.6对工字形截面,根据h=23cm,b=21cm,和计算的A=92.2cm2, 设计截面如下图。这一步,不同设计者的差别较大。估计的尺寸h、b只是一个参考,给出一个量的概念。设计者可根据钢材的规格与经验确定截面尺寸。,A=90cm2,因截面无孔削弱,可不验算强度。,故刚度满足要求,(1)刚度和整体稳定验算,2、截面验算,故整体稳定性满足要求,(2)局部整体稳定验算,故局部稳定性满足要求,由上述计算结果可知,采用热轧普通工字钢截面比热轧H型钢截面面积约大46。尽管弱轴方向的计算长度仅为强轴方向计算长度的1/2,但普通工字钢绕弱轴的回转半径太小,因而支柱的承载能力是由绕弱轴所控制的,对强轴则有较大富裕,经济性较差。对于热轧H型钢,由于其两个方向的长细比比较接近,用料较经济,在设计轴心实腹柱时
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