关 键 词：

型钢 截面 设计 直接 公式

资源描述：

型钢柱截面设计的直接法公式 任治章毕建东律凤梅 基础部 设计院 吉林省冶金设计院 摘要 型钢柱截面设计的直接法使柱的设计过程从根本上摆脱了繁琐的试算 具有简捷 高 效 优化的特点 文 1 阐述了这种方法的基本原理 本文进一步给出了直接法的设计公式 及计算所需要的全部图表 供工程设计人员使用及参考 关键词 型钢 柱 截面设计 直接法 中图分类号 TU 318 收稿日期 1999205215 任治章 男 53岁 硕士 教授 吉林建筑工程学院基础部 邮编 130021 型钢柱由于截面形状复杂 其设计当前国内外均采用反复试算的方法 设计过程比 较繁琐 为了提高设计效率 钢结构设计手册 第二版 2 中 根据稳定条件 通过反 推法 导出了一些常用型钢 A3 在已知计算长度下的许可承载力P 并列成表格 供设 计人员设计时查用 这种方法有效地解决了部分型钢柱的直接设计问题 但不足之处在 于只能解决表格中所包含的部分问题 远远满足不了工程设计的广泛需要 比如 从材 料角度看 表中只包含了低碳钢一种材料 解决不了工程中经常使用的16 M n 16 M nq 钢及15 M nV 15 M nV q 钢的设计问题 从型钢规格上看 表中没包含圆钢 钢管及轻型 工字钢 槽钢这些常用型材的结果 并且工程中比较常用的某些格构式柱的设计问题表 中也没包含 另外 这种查表法 只适宜于手算 无法在大型结构分析的电算程序上实 现 为了从根本上解决型钢柱截面尺寸的直接设计问题 我们对此进行了深入的研究 提出一种设计型钢柱截面尺寸的简捷方法 直接法 大大提高了设计效率 文 1 阐述 了这种方法的基本原理 本文进一步给出了直接法的设计公式及计算所需要的全部图 表 供工程设计人员使用参考 1 直接法的设计公式 设计公式如表1所示 其中系数a b c d的值由附表1 8选取 表1 直接法的设计公式 截面形式设计变量柱的类型判定式截面尺寸设计公式 实 膜 式 柱 11 等边角钢 21 不等边角钢 31 工字钢 普 轻型 41 槽钢 普 轻型 51 钢管 无缝 电焊 61 圆方钢 柱横截面 对失稳轴 的惯性 半径i P acf L b 120b d 若P值满足该式 则为 大柔度柱 反之 为中柔柱 下同 i b d P acf L d 2000年3月吉 林 建 筑 工 程 学 院 学 报No 1 备注 11 式中各量单位 力kN 长度cm 应力kN cm2 10M Pa 2 系数a b c d的取值 1 a b对应失稳轴或实轴 或y 2y 轴 2 c di 在判定式中 取大柔度值 ii 在设计式中 与柱的类型一 致 各系数值均由附表查得 附表1 2 拟合系数c d数值表 材料截面类型 大柔度杆中等柔度杆 cdcd A3a2740118 11809135 0158 b1515116 117012112 0167 c601190 115315125 0176 16M n 16M nq a2858185 118731182 0191 b1754198 117932148 0194 c906155 116727158 0193 15M nV 15M nVq a2765139 118947185 1101 b1763173 118244171 1103 c974189 117133143 0199 24吉 林 建 筑 工 程 学 院 学 报2000年3月 续附表2 厚度t mm x2xu2uv2v ababab 10611411024140111191601103 127141110151921101111511102 148147110261731102131151104 169179110171851101151201103 34第1期 任治章 毕建东 律凤梅 型钢柱截面设计的直接法公式 附表6 无缝钢管A2i拟合系数a b数值表 厚度ab厚度ab厚度ab 215212111015154189110091071971100 3102166110061051301100101081781101 31531081101615517311001210101601100 41031531101710611711001410121411100 41531961101715616411001610141071101 5104142110081071081100 附表7 电焊钢管A2i拟合系数a b数值表 厚度ab厚度ab 2101177110041031531100 2152121110041531991100 3102166110051041441100 3153110110051541811101 附表8 圆 方钢A2i系数a b数值表 钢 型ab 圆 钢121562100 方 钢111992100 2 算例 下面通过角钢柱的设计实例 并与已有文献的设计结果相比较 来验证本文给出的 设计公式的正确性 图1 柱截面 例 两端铰支的立柱由4根等边角钢 A3 组成 其截面如图1所示 已知 h 010905 m 柱长L 6 m 轴向压力P 450 kN 柱材料强度设计值f 170M Pa 且库内 仅存厚度t 6 mm的角钢 试选择角钢号码 解 将已知数据代入表1柱类型判别式 h L 120 中 有 L 120 1 600 120 5 h 9105 故此立柱为中等柔度柱 再由附表1 2 查得 a 3171 b 1103 c 12112 d 0167 代 入表1截面尺寸设计公式 iy b Ph d 4acf L d 中 得iy 2138 cm 查型钢表 选L 80 6 其iy 2147 cm 设计结果与传统的试算法 一致 3 而后者是相当繁琐的 44吉 林 建 筑 工 程 学 院 学 报2000年3月 参考文献 1 任治章等 型钢柱截面设计的直接法 东北大学学报 1996 增刊 49 53 2 罗邦富等 钢结构设计手册 第二版 北京 中国建筑工业出版社 1989 526 680 3 孙训方等 材料力学 第二版 下册 北京 高等教育出版社 1988 144 160 D irectM ethod Form Las for Section Design of Shaped Steel Coumn Ren Zhizhang Bi Jiandong L u Fengmei D epartm ent of B asic Couses Abstract The design of the section of a shaped steel column to carry a prescribed load requires calc L ating through trial and error w hich is used at home and abroad The de2 sign process is very overelaborate In this paper a si mple method to determ ine the sec2 tion size of shaped steel column i e direct method has been presented w hich makes the design work get rid of overlaborate calc L ating through trial and error and raise the design efficiency Keywords shaped steel column section design direct mothod 54第1期 任治章 毕建东 律凤梅 型钢柱截面设计的直接法公式

内容简介：

-