文档介绍：◊
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Λ
ΚΕΠöΡ
2
2 2
Λ
Φ
ΦΥ
等边角钢四肢方阵式格构柱截面设计的近似方法
任治章
(吉林建工学院, 长春 130021)
摘要本文讨论工程上常见的等边角钢四肢方阵式格若以 h 代替 iy , 误差仅为 4 . 若设 h = 30 mm , 则由
构柱截面尺寸的近似设计问题, 给出确定角钢型号的简(2) 式有
捷公式, 为工程设计提供了方便的计算工具. iy = 1. 02h = 30. 57 mm
关键词角钢, 柱, 截面设计此时若以 h 代替 iy , 误差仅有 2 . 依次类推, h 越大,
用 h 代替 iy 的误差越小. 并且这一特点对所有角钢均
文[ 1 ]导出了工程上常见的柱(压杆) 截面设计的适用. 因此, 为简化计算, 可取
直接法公式, 从而使设计工作摆脱了传统的试算法,
iy ≈ h (3)
有效地提高了设计效率. 但对工程上比较常见的等边
角钢四肢方阵式格构柱(图 1) , 由于截面形状复杂, 难另外, 采用这种截面形式, 是为了提高柱的承载能力,
以导出类似文[1 ]的精确的解析公式. 为了给工程设计因此一般来说, h 远大于角钢的边长, 这时可认为
提供方便的计算工具, 在文[ 1 ]工作的基础上, 本文进
h ≈ h′(4)
一步讨论了这种柱截面尺寸的近似设计问题, 最后给
出了简捷的设计公式, 从而解决了这种柱截面型号的代入(3) 式, 可见在工程设计中可近似地取
直接确定问题.
iy ≈ h′(5)
而 h′在设计中作为已知量出现.
在此基础上, 即可导出该种组合截面柱的设计公
式.
2 柱的类型判定式
所设计的柱为大柔度柱的充要条件为[2 ]
L
y = E p ≈ 120 (6)
iy
图 1 四肢方阵式截面可以验证, 把钢结构中所采用的 3 种材料(A 3; 16
的临界柔度值统一取为由此带
1 iy 的近似计算 M nq; 15 M nV q) 120,
来的计算误差可以忽略不计. 将(5) 式代入(6) 式可解
设分肢截面对 y y 轴的惯性半径为 iy , 而对平行
得
于 y y 轴的形心轴 y ′y ′轴的惯性半径为 iy ′, 下面来分
L
析 iy 的计算. h′(7)
120
由惯性矩的平行轴定理, 有
(7) 式即柱类型的判定准则, 若所设计的柱满足该式,
2 2 2
′( )
iy = iy + h 1 则为大柔度柱; 否则即为中等柔度柱.
由此得
3 角钢型号的设计公式
2
iy ′
iy = h 1 + (2)
h 柱的设计是由下列稳定条件控制的
不失一般性以边长为的等边角钢为例设
, 20 mm , h P
f (8)
= 20 mm , 则 A
2 2 组合截面的面积可表示为
iy ′ 0. 59
iy = h 1 + = h 1 + =
h 2
b
A = 4aiy ′(9)
1. 04h = 20. 85 mm
第 19 卷( 1997 年) 第 2 期 95
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