钢结构截面选择与验算结果

截面设计时，首先应根据上述截面设计原则、轴力大小和两方向的计算长度等情况综合考虑后，初步选择截面尺寸，然后进行强度、刚度、整体稳定和局部稳定验算。具体步骤如下:

（1）先假定构件的长细比。在假定λ时，可参考下列经验数据:当l0≥5～6m，N＜1500k N时，λ＝70～100；当l0≤4～5m，N＝1500～3500k N时，λ＝50～70。

（2）确定所需要的截面面积。根据假定的λ、截面分类和钢材级别可查得整体稳定系数φ值，则所需要的截面面积为:

（3）确定两个主轴所需要的回转半径:

ixreq＝l0x/λ， iyreq＝l0y/λ

（4）试选截面。

1）对于型钢截面，根据所需要的截面积Areq和所需要的回转半径ixeq、ireq查型钢（H型钢、工字钢、钢管等）表中相近数值，即可选择合适型号。

2）对于组合截面，根据所需回转半径ireq与截面高度h、宽度b之间的近似关系，即ix≈α1h和iy＝α2b（系数α1、α2的近似值见表4.7，例如由三块钢板焊成的工字形截面，α1＝0.43，α2＝0.24），求出所需截面的轮廓尺寸，即(www.xing528.com)

根据所需的Areq、h、b，并考虑局部稳定和构造要求（例如自动焊工字形截面h≈b）初选截面尺寸。

表4.7　各种截面回转半径的近似值

由于λ是假定的，常不能一次选出合适的截面。如果假定的λ值过大，则所得的A值也大，而初选的h和b很小，以致腹板和翼缘过厚，这种截面并不经济，这时可直接加大b和h，适当减小A值。反之，若假定的λ值过小，则h和b过大，A值过小，以致板件不能满足局部稳定的要求，这时应减小h和b，并酌量增大A值。通常经过一两次修改后，即可选出合理的截面。同时，h0和b宜取10mm的倍数，t和tw宜取2mm的倍数且应符合钢板规格，tw应比t小，但一般不小于4mm。

（5）计算所选截面的几何特性，验算最大长细比λ≤[λ]，最后按式（4.16）验算杆的整体稳定性。

（6）当压杆截面空洞削弱较大时，还应按式（4.2）验算净截面的强度。

（7）对于内力较小的压杆，如果按整体稳定的要求选择截面尺寸，杆会过于细长，刚度不足，这样，不仅影响构件本身的承载能力，有时还可能影响与压杆有关的结构体系的可靠性。因此，对这种压杆，主要应控制长细比，要求λ≤[λ]，规范规定的[λ]值见表4.6。