格构柱的验算

（1）截面形式

轴心受格构柱一般采用双轴对称对称截面。常用的截面形式是用两根槽钢或工字钢作为肢件（图a～c），有时也采用四个角钢或三个圆管作为肢件（图d、e）。格构柱的优点是肢件间的距离可以调整，能使构件对两个主轴的稳定性相等。工字钢作为肢件的截面一般用于受力较大的构件。用四个角钢作肢件的截面形式往往用于受力较小而长细比较大的构件。肢件采用槽钢时，宜采用图a的形式，在轮廓尺寸相同的情况下，可得到较大的惯性矩 I

x

，比较经济而且外观平整，便于和其他构件连接。

缀条式格构柱常采用角钢作为缀条。缀条可布置成不带横杆的三角形体系或带横杆的三角形体系。

缀板式格构柱常采用钢板作为缀板。

（2）截面的初步选择设计截面时，首先应根据使用要求、受力大小和材料供应情况等选择柱的形式。中、小型柱可用缀条柱或缀板柱，大型柱宜采用缀条柱。

然后根据轴力 N 和两个主轴方向的计算长度（ l

0x 和l

0y

）初步选定截面尺寸。

具体步骤如下：

①计算对实轴的整体稳定，用与实腹柱相同的方法和步骤选出肢件的截面规格。

②计算对虚轴的整体稳定以确定两肢间的距离。

为了获得等稳定性，应使λ

x = λ

y

（ x为虚轴，y 为实轴）。用换算长细比

的计算公式，即可解得格构柱的λ

x

，对于双肢格构柱则有缀条柱

缀板柱

由λ

x 求出对虚轴所需的回转半径i

x

= l

0x

/λ

x

，可得柱的h≈ i

x

/a

1

。

（1）强度验算

强度验算公式与实腹柱相同。柱的净截面面积 A

n

不应计入缀条或缀板的截面面积。

（2）整体稳定验算

分别对实轴和虚轴验算整体稳定性。对实轴作整体稳定验算时与实腹柱相同。

对虚轴作整体稳定验算时，轴心受压构件稳定系数应按换算长细比λ

0x

查出。

换算长细比λ

0x

，则按相关知识表中的有关公式计算。

（3）单肢验算

格构柱在两个缀条或缀板相邻节点之间的单肢是一个单独的轴心受压实腹构

件。它的长细比为λ

1=l

0l

/i

l

，其中 l

01

为计算长度，对缀条柱取缀条节点间的

距离，对缀板柱焊接时取缀板间的净距离（图）；螺栓连接时，取相邻两缀板边

缘螺栓的最近距离； i

1

为单肢的最小回转半径，即图中单肢绕1－1轴的回转

半径。为了保证单肢的稳定性不低于柱的整体稳定性，对于缀条柱应使λ

1

不

大于整个构件最大长细比λ

max （即λ

y

和λ

0x

中的较大值）的0.7倍；对于缀

板柱，由于在失稳时单肢会受弯矩，所以对单肢λ

1

应控制得更严格些，应不大

于40，也不大于整个构件最大长细比λ

max 的0.5倍（当λ

max

<50 时，取λ

max

=50）。

（4）缀条、缀板设计

格构柱的缀条和缀板的实际受力情况不容易确定。柱受力后的压缩、构件的初弯曲、荷载和构造上的偶然偏心，以及失稳时的挠曲等均使缀条和缀板受力。通常可先估算柱挠曲时产生的剪力，然后计算由此剪力引起的缀条和缀板的内力。

轴心压杆在受力弯曲后任意截面上的剪力 V （图）为

因此，只要求出轴心压杆的挠曲线 y 即可求得截面上的剪力V 。考虑杆件的初始弯曲和荷载作用点的偶然偏心等因素，可求出挠曲线 y 。我国钢结构设计规范根据对不同钢号压杆所做了计算结果，经分析后得到了计算剪力 V 的实用计算公式

（6－29）

所得到的 V 假定沿构件全长不变，如图示

有了剪力后，即可进行缀条和缀板的计算.

（5）刚度验算

刚度验算公式同式（6－2）。

（6－2）

为了增强杆件的整体刚度，保证杆件截面的形状不变，杆件除在受有较大的水平力处设置横膈外，尚应在运输单元的端部设置横膈，横膈的间距不得大于柱截面较大宽度的9倍和不得大于8m。横膈可用钢板或角钢做成，如图所示。

4.6.2 格构式构件截面设计的特

点

1.通过调整肢件之间距离较易实现等稳定性。

2.格构式构件绕实轴的稳定计算与实腹式构件相同，而绕虚轴的稳定性比具有同样长细比的实腹式构件小，因为，格构式构件的肢件是每隔一定距离用缀材连系起来的，当构件绕虚轴屈曲时，引起的变形比实腹式构件大，此变形是由弯曲和剪力两个因素共同引起的。对实腹式构件，由剪力产生的变形很小，一般可忽略不计，但对格构式构件绕虚轴屈曲时，就必须考虑剪力所产生的变形及其对临界力的影响。设计计算时，采用加大的换算长细比来代替整个构件对虚轴的实际长细比，这样就相当于降低了虚轴方向的临界力，以达到等稳定性要求。

换算长细比按[表4-6-1]进行计算。

3.格构式构件在整体失稳前存在着单肢失稳的可能，因此，应进行单肢稳定计算