7．2 轴心受压构件的稳定性计算
7．2．1 除可考虑屈服后强度的实腹式构件外，轴心受压构件的稳定性计算应符合下式要求：
式中：φ——轴心受压构件的稳定系数(取截面两主轴稳定系数中的较小者)，根据构件的长细比(或换算长细比)、钢材屈服强度和表7．2．1-1、表7．2．1-2的截面分类，按本标准附录D采用。
表7．2．1-1 轴心受压构件的截面分类(板厚t＜40mm)
注：1 a*类含义为Q235钢取b类，Q345、Q390、Q420和Q460钢取a类；b*类含义为Q235钢取c类，Q345、Q390、Q420和Q460钢取b类；
2 无对称轴且剪心和形心不重合的截面，其截面分类可按有对称轴的类似截面确定，如不等边角钢采用等边角钢的类别；当无类似截面时，可取c类。
表7．2．1-2 轴心受压构件的截面分类(板厚t≥40mm)
7．2．2 实腹式构件的长细比λ应根据其失稳模式，由下列公式确定：
1 截面形心与剪心重合的构件：
1)当计算弯曲屈曲时，长细比按下列公式计算：
式中：l0x、l0y——分别为构件对截面主轴x和y的计算长度，根据本标准第7．4节的规定采用(mm)；
ix、iy——分别为构件截面对主轴x和y的回转半径(mm)。
2)当计算扭转屈曲时，长细比应按下式计算，双轴对称十字形截面板件宽厚比不超过15εk者，可不计算扭转屈曲。
式中：I0、It、Iw——分别为构件毛截面对剪心的极惯性矩(mm4)、自由扭转常数(mm4)和扇性惯性矩(mm6)，对十字形截面可近似取Lw＝0；
lw——扭转屈曲的计算长度，两端铰支且端截面可自由翘曲者，取几何长度l；两端嵌固且端部截面的翘曲完全受到约束者，取0．5l(mm)。
2 截面为单轴对称的构件：
1)计算绕非对称主轴的弯曲屈曲时，长细比应由式(7．2．2-1)、式(7．2．2-2)计算确定。计算绕对称主轴的弯扭屈曲时，长细比应按下式计算确定：
式中：ys——截面形心至剪心的距离(mm)；
i0——截面对剪心的极回转半径，单轴对称截面i20＝y2s＋i2x＋i2y(mm)；
λz——扭转屈曲换算长细比，由式(7．2．2-3)确定。
2)等边单角钢轴心受压构件当绕两主轴弯曲的计算长度相等时，可不计算弯扭屈曲。塔架单角钢压杆应符合本标准第7．6节的相关规定。
3)双角钢组合T形截面构件绕对称轴的换算长细比λyz可按下列简化公式确定：
图7．2．2-1 双角钢组合T形截面
b-等边角钢肢宽度；b1-不等边角钢长肢宽度；b2-不等边角钢短肢宽度
3 截面无对称轴且剪心和形心不重合的构件，应采用下列换算长细比：
式中：Nxyz——弹性完善杆的弯扭屈曲临界力，由式(7．2．2-15)确定(N)；
xs、ys——截面剪心的坐标(mm)；
i0——截面对剪心的极回转半径(mm)；
Nx、Ny、Nz——分别为绕x轴和y轴的弯曲屈曲临界力和扭转屈曲临界力(N)；
E、G——分别为钢材弹性模量和剪变模量(N／mm2)。
4 不等边角钢轴心受压构件的换算长细比可按下列简化公式确定(图7．2．2-2)：
7．2．3 格构式轴心受压构件的稳定性应按本标准式(7．2．1)计算，对实轴的长细比应按本标准式(7．2．2-1)或式(7．2．2-2)计算，对虚轴[图7．2．3(a)]的x轴及图7．2．3(b)、图7．2．3(c)的x轴和y轴应取换算长细比。换算长细比应按下列公式计算：
1 双肢组合构件[图7．2．3(a)]：
图7．2．2-2 不等边角钢
注：v轴为角钢的弱轴，b1为角钢长肢宽度
图7．2．3 格构式组合构件截面
式中：λx——整个构件对x轴的长细比；
λ1——分肢对最小刚度轴1-1的长细比，其计算长度取为：焊接时，为相邻两缀板的净距离；螺栓连接时，为相邻两缀板边缘螺栓的距离；
A1x——构件截面中垂直于x轴的各斜缀条毛截面面积之和(mm2)。
2 四肢组合构件[图7．2．3(b)]：
式中：λy——整个构件对y轴的长细比；
A1y——构件截面中垂直于y轴的各斜缀条毛截面面积之和(mm2)。
3 缀件为缀条的三肢组合构件[图7．2．3(c)]：
式中：A1——构件截面中各斜缀条毛截面面积之和(mm2)；
θ——构件截面内缀条所在平面与x轴的夹角。
7．2．4 缀件面宽度较大的格构式柱宜采用缀条柱，斜缀条与构件轴线间的夹角应为40°～70°。缀条柱的分肢长细比λ1不应大于构件两方向长细比较大值λmax的0．7倍，对虚轴取换算长细比。格构式柱和大型实腹式柱，在受有较大水平力处和运送单元的端部应设置横隔，横隔的间距不宜大于柱截面长边尺寸的9倍且不宜大于8m。
7．2．5 缀板柱的分肢长细比λ1不应大于40εk，并不应大于λmax的0．5倍，当λmax＜50时，取λmax＝50。缀板柱中同一截面处缀板或型钢横杆的线刚度之和不得小于柱较大分肢线刚度的6倍。
7．2．6 用填板连接而成的双角钢或双槽钢构件，采用普通螺栓连接时应按格构式构件进行计算；除此之外，可按实腹式构件进行计算，但受压构件填板间的距离不应超过40i，受拉构件填板间的距离不应超过80i。i为单肢截面回转半径，应按下列规定采用：
1 当为图7．2．6(a)、图7．2．6(b)所示的双角钢或双槽钢截面时，取一个角钢或一个槽钢对与填板平行的形心轴的回转半径；
2 当为图7．2．6(c)所示的十字形截面时，取一个角钢的最小回转半径。
受压构件的两个侧向支承点之间的填板数不应少于2个。
图7．2．6 计算截面回转半径时的轴线示意图
7．2．7 轴心受压构件剪力V值可认为沿构件全长不变，格构式轴心受压构件的剪力V应由承受该剪力的缀材面(包括用整体板连接的面)分担，其值应按下式计算：
7．2．8 两端铰支的梭形圆管或方管状截面轴心受压构件(图7．2．8)的稳定性应按本标准式(7．2．1)计算。其中A取端截面的截面面积A1，稳定系数φ应根据按下列公式计算的换算长细比λe确定：
式中：l0——构件计算长度(mm)；
i1——端截面回转半径(mm)；
γ——构件楔率；
D2、b2——分别为跨中截面圆管外径和方管边长(mm)；
D1、b1——分别为端截面圆管外径和方管边长(mm)。
图7．2．8 梭形管状轴心受压构件
7．2．9 钢管梭形格构柱的跨中截面应设置横隔。横隔可采用水平放置的钢板且与周边缀管焊接，也可采用水平放置的钢管并使跨中截面成为稳定截面。两端铰支的三肢钢管梭形格构柱应按本标准式(7．2．1)计算整体稳定。稳定系数φ应根据下列公式计算的换算长细比λ0确定：
式中：As——单根分肢的截面面积(mm2)；
Ncr、Ncr,s、Ncr,a——分别为屈曲临界力、对称屈曲模态与反对称屈曲模态对应的屈曲临界力(N)；
I0、Im、I1——分别为钢管梭形格构柱柱端、1／4跨处以及跨中截面对应的惯性矩(图7．2．9)(mm4)；
Kv,s、Kv,a——分别为对称屈曲与反对称屈曲对应的截面抗剪刚度(N)；
η1、η2——与截面惯性矩有关的计算系数；
b0、bm、b1——分别为梭形柱柱端、1／4跨处和跨中截面的边长(mm)；
ls0——梭形柱节间高度(mm)；
Id、Is——横缀杆和弦杆的惯性矩(mm4)；
As——单个分肢的截面面积(mm2)；
E——材料的弹性模量(N／mm2)。
图7．2．9 钢管梭形格构柱
