格构式钢柱重量怎么算

A. 【钢结构基础】4.3实腹式柱和格构式柱的截面选择计算

深入解析钢结构基础：实腹式柱与格构式柱的截面选择与计算

4.3.1 实腹式柱的设计智慧

• 在结构工程中，我们常选用型钢和组合截面，既要考虑经济性，又要确保工艺简便和运输便利。单角钢、双角钢和工字钢，各有其适用领域：单角钢适用于简单结构，双角钢在中点支撑的支柱上表现出色，而工字钢以其焊接工字形的经济性而受到青睐，但需留意翼缘与腹板的焊接质量。特殊情况下，十字形和圆管截面因其在中心受压下的高效承载能力而备受青睐。

实腹式柱的计算流程犹如精细的艺术，首先设定长细比，划分截面类型并确定稳定系数。接着，按照整体稳定和加工要求，精确计算截面面积和尺寸，必要时进行稳定性验证。削弱截面的强度也要逐一过目，对于细长压杆，还要确保容许长细比以维持必要的刚度。

4.3.2 格构式柱的截面设计策略

• 格构式柱，由肢件（如槽钢、工字钢或H型钢）组成，缀材连接，专为承受强大荷载而设计。在设计中，肢件的外形和连接方式，如平整外表图4-23(a)与(b)的翼缘设计，对截面惯性矩产生显著影响。

缀材的选择至关重要，包括缀条（图4-24a/b，常用单角钢）和缀板（图4-24c），它们与肢件的结合方式，如角钢或组合结构，共同决定了整体的稳定性和承载力。在格构式设计中，实轴/虚轴的概念至关重要，如图4-23(d/e)的虚轴剪切变形影响着整体的稳定性，而换算长细比ox则用于综合考虑剪切效应，需参照GB 50017标准进行。

在杆件截面选择时，肢件尺寸由实轴稳定性决定，遵循等稳条件ox=y。不同类型的压杆有不同的长细比限制，如缀条式压杆要求单肢长细比不超过较大值的0.7倍，而缀板式压杆则需控制在40k或0.5倍的最大长细比（最大值为50）。

设计时，格构式压杆的挠度计算需考虑剪力影响，通常假定剪力均匀分布，如图4-25(c)所示。缀条柱和缀板柱的计算方法各异，前者如平行弦桁架腹杆，后者则基于多层刚架模型，确保结构的刚度和强度。

无论实腹式还是格构式，细节的把握是关键。横隔的设置，如图4-28所示，其间距需小于较大截面9倍或8米，两端需设有加固，以增强整体结构的稳定性。横隔材料可选用钢板或角钢，以确保结构的完整性。

总的来说，实腹式柱与格构式柱的截面选择，是一个科学与艺术相结合的过程，既要满足结构力学的要求，又要兼顾经济性和美观性，这是钢结构设计者不可或缺的技能。

B. 两个工字钢组成的格构柱如何计算

格构柱肢体采用双肢柱，格构柱的计算长度lox= 1.00 m，loy= 1.00 m。

(1）y轴的整体稳定验算。
轴心受压构件的稳定性按下式验算：公式（略）。
型钢采用双肢 5号槽钢，A=13.86 cm2, iy=1.10 cm；
λy=loy / iy=1.00×102 / 1.10=90.909 ；
λy≤[λ]=150，长细比设置满足要求；
查得φy= 0.615；
σ=50.00×103/（0.615×13.86 ×102）= 58.693 N/mm ；
格构柱y轴稳定性验算σ= 58.693 N/mm≤钢材抗压强度设计值 215 N/mm，满足要求；
（2）x轴的整体稳定验算。
x轴为虚轴，对于虚轴，长细比取换算长细比。换算长细比λox按下式计算：公式（略）。
单个槽钢的截面数据：
zo=1.35 cm，I1 = 26 cm4，Ao=6.93 cm2；
整个截面对x轴的数据：
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，长细比设置满足要求；
查得φx= 0.824；
σ=50×103/（0.824×13.860 ×102）= 43.754 N/mm ；
格构柱x轴稳定性验算σ= 43.754 N/mm≤钢材抗压强度设计值 215 N/mm，满足要求。

C. 钢结构工字钢承重如何计算求 公式计算方法

公式：W=401.4cm3 [σ]=210N/mm2

整体稳定系数 φb=0.93

弯矩公式 M=qL^2/8

强度公式 σ=M/W

得 q=8σW/L^2=8*210*401400/4*4=42.1kN/m

整体稳定要求 42.1*0.93=39.2kN/m

分项系数要求（安全系数）39.2/1.4=28kN/m

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性质：

工字型钢不论是普通型还是轻型的，由于截面尺寸均相对较高、较窄，故对截面两个主轴的惯性矩相差较大，故仅能直接用于在其腹板平面内受弯的构件或将其组成格构式受力构件。对轴心受压构件或在垂直于腹板平面还有弯曲的构件均不宜采用，这就使其在应用范围上有着很大的局限。工字钢广泛地应用于建筑或 其他金属结构。

普通工字钢，轻型工字钢，由于截面尺寸均相对较高、较窄，故对截面两个主袖的惯性矩相差较大，这就使其在应用范围上有着很大的局限。工字钢的使用应依据设计图纸的要求进行选用。

在结构设计中选用工字钢应依据其力学性能，化学性能，可焊性能，结构尺寸等选择合理的工字钢进行使用。

分类：

工字钢主要分为普通工字钢、轻型工字钢和宽翼缘工字钢。按翼缘与腹板高度 比又分为宽幅、中幅、窄幅宽翼缘工字钢。前二者生产的规格为10—60号，即相应的高度为10cm—60cm。在相同高度下，轻型工字钢翼缘窄、腹板薄、重 量轻。

宽翼缘工字钢又称H型钢，断面特点是两腿平行，且腿内侧没有斜度。 它属于经济断面型钢，是在四辊万能轧机上轧制的，所以又称“万能工字钢”。普通工字钢、轻型工字钢已经形成国家标准。