鋼結構平臺的支撐柱一般設計為等截面的實腹柱,實腹柱的常用截面為普通工字形鋼、H形鋼。焊接工字形截面,有時也采用方管或圓管截面以及鋼板、槽鋼、T形鋼與工字形鋼的組合截面。內力很小的柱可用雙角鋼十字形截面。
鋼結構平臺實腹柱的設計步驟如下:
(1)確定截面形式和鋼材的牌號、軸心壓力設計值、桿件的長度,并據此查出相應的計算長度系數、抗壓強度設計值。
(2)假定桿件的長細比。—般當荷載小于1500kn,計算長度在5m左右時,可假定A=80-100;當截面受力很小時,可假定A=150;當荷載在2000-3500kn時,可假定A=50-70 。然后根據所選截面和加工條件確定截面類別。
(3)截面尺寸的確定。首先確定截面面積,然后確定回轉半徑,最后,如果截面采用熱軋型鋼,查型鋼表選擇合適的型號;如果是焊接組合截面,則還需要由截面輪廓尺寸與回轉半徑的關系,確定具體的截面高度和寬度,并根據等穩定條件,以便于加工和板件穩定為原則確定截面各部分的尺寸。
(4)截面幾何特征值。若為熱軋型鋼,可直接通過型鋼表查得;若為焊接組合截面,則需通過手算出相應的截面積、慣性矩、回轉半徑。
(5)軸心受壓構件的驗算。
1)強度驗算:當截固有削弱時,需要對其進行強度驗算。
2)穩定驗算:如果截面屬于熱軋型鋼,則只需進行整體穩定的驗算;如果截面屬于焊接組合截面,則不僅要驗算整體穩定,截面的局部穩定也需要進行驗算。
3)變形驗算:對于內力較小的壓桿,如果按照整體穩定的要求選擇截面尺寸,會出現使截面過小而剛度不足,易使構件彎曲,不僅影響自身的承載力,而且還可能影響與此壓桿有關結構體系的可靠性。需要規范規定對柱和主要壓桿。