鋼結構中軸心受力構件的截面型式

軸心受力構件(包括軸心受拉構件和軸心受壓構件)是鋼結構的基本構件。同時，鋼結構軸心受力構件的工作特點和計算原理，又適用于對衍架(例如起重機的吊臂)等結構中的受拉和受壓構件。因此本章的內容應用比較廣泛。本章將主要討論壓桿的穩定計算、截面選擇和驗算方法、計算長度的確定以及構件截面型式和構造特點等問題。軸心受力構件的截面型式軸心受力構件廣泛應用于建筑機械鋼結鉤中。例如起重機的吊臂、塔身、平臺支架等結構，很多就是由鋼結構軸心受力構件組成的。

鋼結構軸心受力構件按其受力特點來分，有軸心受拉構件和軸心受壓鉤件兩種。作用在軸心受力構件上的軸心力N通過截面形心且與構件軸線重合，截面上僅承受均勻的正應力(拉或壓)，構件相應地產軸向變形(伸長或縮短)，不發生彎曲(僅當壓桿喪失穩定時才發生彎曲)。

按結構型式，鋼結構軸心受力構件可分為實腹式和格構式兩種。實腹式軸心受拉構件常采用軋制的單角鋼、單槽鋼、圓鋼或由雙角鋼、雙槽鋼組成的各種截面型式(圖5一1)。受力不大的軸心受壓構件，也可采用上述截面型式。用墊板連接成的雙角鋼(或雙槽鋼)的組合截面構件(圖5一1d，e，f)，可認為是整體工作。

實腹式截面可以做成工字形和封閉形等幾種型式。在選用這些截面型式時，應綜合考慮下列因素：

一、截面面積應盡量向外擴散，以增加截面的回轉半徑，堤高壓桿抗彎和抗扭能力。

二、兩個主軸的穩定性盡可能接近，即要求等穩定度。

三、便于與其它構件連接。

四、制造省工。

五、符合硯有鋼材的規格。工字形截面的壓桿，便于制造，與其它構件連接亦較簡單，但用普通工字型綱做壓桿(圖5-2a)，因其截面對于軸的回轉半徑小，在兩個方向的計算長度相等時不經濟。如果用翼板加強或寬翼緣的工字鋼(亦稱H型鋼助)，就比較合理。

用三塊鋼板組成的焊接工字形截面(圖5一2d)，由于構造上的要求，兩個主軸的回轉半徑也相差較大。這是因為工字形截面的回轉半徑與截面輪廓尺寸之間的關系，，但壓桿兩個方向的計算長度相等，采用這樣的截面尺寸將使該構件與其它構件的連接發生困難，構件自身焊接亦不方便。因此，截面尺寸一般由構造決定。由于這種截面構造簡單，組合比較靈活，易使截面面積分布合理，可采用用自動焊，且腹板可根據局部穩定條件采用最小厚度，也較為經濟，故應用較廣泛。

用鋼管做成的截面用料經濟，外形美觀，同時風載荷對它的影晌餃小。近年來，在起重機吊臂或塔身結構中，常被用來取代角鋼。但這種截面的主要缺點是與其它構件連接較復雜，管子內部不易油漆，必項嚴防潮氣浸入引起銹蝕。用四塊鋼扳焊成的箱形截面，材料分布比較合理，抗扭剛度較大，在輪胎式起重機的實腹式吊臂和車架梁等結構中常采用。格構式截面的構作常以槽鋼、工字鋼、角鋼或鋼管作為肢體，用綴條或綴板連接而成。由于它能調整兩肢體之間的距離，做成等穩定度，材料較省，宜在截面尺寸較大時采用。但它在加工制造方面不如實腹式簡便。

用槽鋼做成的雙肢格構式截面，槽鋼的翼緣可以向內也可以向外。通常采用向內放置，這徉在輪廓尺寸相同的情況下，可獲得較大的剛度，且外觀平整，便于與其它構件連接。當受力較大時，可采用工字鋼作為肢體。由四個角銅(或鋼管)組成的格構式截面在兩個方向都可以得到較好的剛度，可用在桿起重機的轉柱、塔式起重機的塔身和吊臂等結構中。近年來，在塔式起重機的塔身和吊臂中，還采用了由三根鋼管或型鋼做出的綴條格構式構件，自重較輕，形式也較美觀。