格構式鋼柱重量怎麼算

A. 【鋼結構基礎】4.3實腹式柱和格構式柱的截面選擇計算

深入解析鋼結構基礎：實腹式柱與格構式柱的截面選擇與計算

4.3.1 實腹式柱的設計智慧

• 在結構工程中，我們常選用型鋼和組合截面，既要考慮經濟性，又要確保工藝簡便和運輸便利。單角鋼、雙角鋼和工字鋼，各有其適用領域：單角鋼適用於簡單結構，雙角鋼在中點支撐的支柱上表現出色，而工字鋼以其焊接工字形的經濟性而受到青睞，但需留意翼緣與腹板的焊接質量。特殊情況下，十字形和圓管截面因其在中心受壓下的高效承載能力而備受青睞。

實腹式柱的計算流程猶如精細的藝術，首先設定長細比，劃分截面類型並確定穩定系數。接著，按照整體穩定和加工要求，精確計算截面面積和尺寸，必要時進行穩定性驗證。削弱截面的強度也要逐一過目，對於細長壓桿，還要確保容許長細比以維持必要的剛度。

4.3.2 格構式柱的截面設計策略

• 格構式柱，由肢件（如槽鋼、工字鋼或H型鋼）組成，綴材連接，專為承受強大荷載而設計。在設計中，肢件的外形和連接方式，如平整外表圖4-23(a)與(b)的翼緣設計，對截面慣性矩產生顯著影響。

綴材的選擇至關重要，包括綴條（圖4-24a/b，常用單角鋼）和綴板（圖4-24c），它們與肢件的結合方式，如角鋼或組合結構，共同決定了整體的穩定性和承載力。在格構式設計中，實軸/虛軸的概念至關重要，如圖4-23(d/e)的虛軸剪切變形影響著整體的穩定性，而換算長細比ox則用於綜合考慮剪切效應，需參照GB 50017標准進行。

在桿件截面選擇時，肢件尺寸由實軸穩定性決定，遵循等穩條件ox=y。不同類型的壓桿有不同的長細比限制，如綴條式壓桿要求單肢長細比不超過較大值的0.7倍，而綴板式壓桿則需控制在40k或0.5倍的最大長細比（最大值為50）。

設計時，格構式壓桿的撓度計算需考慮剪力影響，通常假定剪力均勻分布，如圖4-25(c)所示。綴條柱和綴板柱的計算方法各異，前者如平行弦桁架腹桿，後者則基於多層剛架模型，確保結構的剛度和強度。

無論實腹式還是格構式，細節的把握是關鍵。橫隔的設置，如圖4-28所示，其間距需小於較大截面9倍或8米，兩端需設有加固，以增強整體結構的穩定性。橫隔材料可選用鋼板或角鋼，以確保結構的完整性。

總的來說，實腹式柱與格構式柱的截面選擇，是一個科學與藝術相結合的過程，既要滿足結構力學的要求，又要兼顧經濟性和美觀性，這是鋼結構設計者不可或缺的技能。

B. 兩個工字鋼組成的格構柱如何計算

格構柱肢體採用雙肢柱，格構柱的計算長度lox= 1.00 m，loy= 1.00 m。

(1）y軸的整體穩定驗算。
軸心受壓構件的穩定性按下式驗算：公式（略）。
型鋼採用雙肢 5號槽鋼，A=13.86 cm2, iy=1.10 cm；
λy=loy / iy=1.00×102 / 1.10=90.909 ；
λy≤[λ]=150，長細比設置滿足要求；
查得φy= 0.615；
σ=50.00×103/（0.615×13.86 ×102）= 58.693 N/mm ；
格構柱y軸穩定性驗算σ= 58.693 N/mm≤鋼材抗壓強度設計值 215 N/mm，滿足要求；
（2）x軸的整體穩定驗算。
x軸為虛軸，對於虛軸，長細比取換算長細比。換算長細比λox按下式計算：公式（略）。
單個槽鋼的截面數據：
zo=1.35 cm，I1 = 26 cm4，Ao=6.93 cm2；
整個截面對x軸的數據：
Ix=2×(26+ 6.93×（1.6/2- 1.35）2)= 56.193 cm4；
ix= （56.193 /13.86）1/2= 2.014 cm；
λx=lox / ix=1×102 / 2.014=49.664 ；
λox=[49.6642+（27×13.86 / 0.5）]1/2=56.701 ；
λox≤[λ]=150，長細比設置滿足要求；
查得φx= 0.824；
σ=50×103/（0.824×13.860 ×102）= 43.754 N/mm ；
格構柱x軸穩定性驗算σ= 43.754 N/mm≤鋼材抗壓強度設計值 215 N/mm，滿足要求。

C. 鋼結構工字鋼承重如何計算求 公式計算方法

公式：W=401.4cm3 [σ]=210N/mm2

整體穩定系數 φb=0.93

彎矩公式 M=qL^2/8

強度公式 σ=M/W

得 q=8σW/L^2=8*210*401400/4*4=42.1kN/m

整體穩定要求 42.1*0.93=39.2kN/m

分項系數要求（安全系數）39.2/1.4=28kN/m

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性質：

工字型鋼不論是普通型還是輕型的，由於截面尺寸均相對較高、較窄，故對截面兩個主軸的慣性矩相差較大，故僅能直接用於在其腹板平面內受彎的構件或將其組成格構式受力構件。對軸心受壓構件或在垂直於腹板平面還有彎曲的構件均不宜採用，這就使其在應用范圍上有著很大的局限。工字鋼廣泛地應用於建築或 其他金屬結構。

普通工字鋼，輕型工字鋼，由於截面尺寸均相對較高、較窄，故對截面兩個主袖的慣性矩相差較大，這就使其在應用范圍上有著很大的局限。工字鋼的使用應依據設計圖紙的要求進行選用。

在結構設計中選用工字鋼應依據其力學性能，化學性能，可焊性能，結構尺寸等選擇合理的工字鋼進行使用。

分類：

工字鋼主要分為普通工字鋼、輕型工字鋼和寬翼緣工字鋼。按翼緣與腹板高度 比又分為寬幅、中幅、窄幅寬翼緣工字鋼。前二者生產的規格為10—60號，即相應的高度為10cm—60cm。在相同高度下，輕型工字鋼翼緣窄、腹板薄、重 量輕。

寬翼緣工字鋼又稱H型鋼，斷面特點是兩腿平行，且腿內側沒有斜度。 它屬於經濟斷面型鋼，是在四輥萬能軋機上軋制的，所以又稱「萬能工字鋼」。普通工字鋼、輕型工字鋼已經形成國家標准。