例例1 1 某焊接组合工字形截面轴心受压构件的截面尺寸如图所示，某焊接组合工字形截面轴心受压构件的截面尺寸如图所示，承受轴心压力设计值（包括自重）承受轴心压力设计值（包括自重）N N=2000kN=2000kN，计算长度，计算长度l0x=6m =6m ，，l0y=3m=3m，翼缘钢板为火焰切割边，钢材为，翼缘钢板为火焰切割边，钢材为Q345Q345，，f=315N/mm=315N/mm2 2，截，截面无削弱，试计算该轴心受压构件的整体稳定性面无削弱，试计算该轴心受压构件的整体稳定性250×8-250×12yyxx 惯性矩：惯性矩：回转半径：回转半径：1 1、截面及构件几何性质计算、截面及构件几何性质计算长细比：长细比：-250×8-250×8-250×12-250×12y yy yx xx x截面面积截面面积 2 2、整体稳定性验算、整体稳定性验算查表得：查表得：满足整体稳定性要求满足整体稳定性要求其整体稳定承载力为：其整体稳定承载力为：截面关于截面关于x x轴和轴和y y轴都属于轴都属于b b类，类， 例例2 2 某焊接某焊接T T形截面轴心受压构件的截面尺寸如图所示，承形截面轴心受压构件的截面尺寸如图所示，承受轴心压力设计值（包括自重）受轴心压力设计值（包括自重）N N=2000kN=2000kN，计算长度，计算长度l l0x0x= =l l0y0y=3m=3m，翼缘钢板为火焰切割边，钢材为，翼缘钢板为火焰切割边，钢材为Q345Q345，，f f=315N/mm=315N/mm2 2，截面无削弱，试计算该轴心受压构件的整体稳，截面无削弱，试计算该轴心受压构件的整体稳定性。
定性y-250×8-250×24ycyxx 1 1、截面及构件几何性质计算、截面及构件几何性质计算截面重心：截面重心：截面面积：截面面积：惯性矩：惯性矩：y y-250×8-250×8-250×24-250×24y yc cy yx xx x y y-250×8-250×8-250×24-250×24y yc cy yx xx x回转半径：回转半径：长细比：长细比：2 2、整体稳定性验算、整体稳定性验算因为绕因为绕y y轴属于弯扭失稳，必须计算换算长细比轴属于弯扭失稳，必须计算换算长细比 yzyz 因因T T形截面的剪力中心在翼缘板和腹板中心线的交点，所以剪形截面的剪力中心在翼缘板和腹板中心线的交点，所以剪力中心距形心的距离力中心距形心的距离e e0 0等于等于y yc c即： 对于对于T T形截面形截面 I I ＝＝0 0截面关于截面关于x x轴和轴和y y轴均属于轴均属于b b类，类，查表得：查表得： 满足整体稳定性要求，不超过满足整体稳定性要求，不超过5％其整体承载力为：其整体承载力为：从以上两个例题可以看出，例题从以上两个例题可以看出，例题2 2的截面只是把例题的截面只是把例题1 1的工字形截面的工字形截面的下翼缘并入上翼缘，因此两种截面绕腹板轴线的惯性矩和长细比的下翼缘并入上翼缘，因此两种截面绕腹板轴线的惯性矩和长细比是一样的。
只因例题是一样的只因例题2 2的截面是的截面是T T形截面，在绕对称轴失稳时属于弯形截面，在绕对称轴失稳时属于弯扭失稳，使临界应力设计值有所降低扭失稳，使临界应力设计值有所降低 【例【例4.24.2】】 如图所示一管道支架，其支柱的设计压力为如图所示一管道支架，其支柱的设计压力为N N＝＝1600kN1600kN（设计值），柱两端铰接，钢材为（设计值），柱两端铰接，钢材为Q235Q235，截面，截面无孔削弱无孔削弱 ，试设计此支柱的截面：，试设计此支柱的截面：①①用普通轧制工字钢，用普通轧制工字钢，②②用热轧用热轧H H型钢，型钢，③③用焊接工字形截面，翼缘板为火焰切用焊接工字形截面，翼缘板为火焰切割边解】支柱在两个方向的计算【解】支柱在两个方向的计算长度不相等故取图中所示的截长度不相等故取图中所示的截面朝向，将强轴顺面朝向，将强轴顺x轴方向，轴方向，弱轴顺弱轴顺y轴方向，这样柱轴在轴方向，这样柱轴在两个方向的计算长度分别为两个方向的计算长度分别为l0x=600cm，，l0y=300cmxxxxyyyyN NN N11 1.1.初选截面初选截面假定假定 ＝＝9090，对于热轧工字钢，当绕，对于热轧工字钢，当绕轴轴x失稳时属于失稳时属于a a类截面，类截面，当绕当绕轴轴y失稳时属于失稳时属于b b类截面类截面。
一、热轧工字钢一、热轧工字钢查附表查附表4.14.1得得查附表查附表4.24.2得得 需要的截面几何量为需要的截面几何量为 由附表中不可能选出同时满足由附表中不可能选出同时满足A、、ix、、iy的型号，可适当照顾到的型号，可适当照顾到A A、、 iy进行选择，试选进行选择，试选I56I56a a ，，A A＝＝2 2、、ix、、iy=3.18cm.=3.18cm.2 2、截面验算、截面验算因截面无孔削弱，可不验算强度；又因轧制工字钢的翼缘和腹板因截面无孔削弱，可不验算强度；又因轧制工字钢的翼缘和腹板均较厚，可不验算局部稳定，只需进行刚度和整体稳定验算均较厚，可不验算局部稳定，只需进行刚度和整体稳定验算满足要求满足要求 故整体稳定性满足要求故整体稳定性满足要求 由于热轧由于热轧H H 型钢可以选用宽翼缘的形式，截面宽度较大，因而长型钢可以选用宽翼缘的形式，截面宽度较大，因而长细比的假设值可适当减小，假设细比的假设值可适当减小，假设 =6060，对宽翼缘，对宽翼缘H H型钢因型钢因b/h>b/h>，所，所以不论对以不论对x x轴或轴或y y轴均属类轴均属类b b截面1 1、初选截面、初选截面二、热轧二、热轧H H型钢型钢查附表查附表4.24.2得得 需要的截面几何量为需要的截面几何量为 由附表中试选由附表中试选HW250×250×9×14HW250×250×9×14A A＝＝2 2、、i ix x、、i iy y2 2、截面验算、截面验算 因截面无孔削弱，可不验算强度；又因轧制钢的翼缘和腹板因截面无孔削弱，可不验算强度；又因轧制钢的翼缘和腹板均较厚，可不验算局部稳定，只需进行刚度和整体稳定验算。
均较厚，可不验算局部稳定，只需进行刚度和整体稳定验算故刚度满足要求故刚度满足要求 故整体稳定性满足要求故整体稳定性满足要求 假设假设 ＝＝6060，组合截面一般，组合截面一般b/h>b/h>不论对不论对x x轴或轴或y y轴均属轴均属b b类类截面截面1 1、初选截面、初选截面三、焊接工字钢三、焊接工字钢查附表查附表4.24.2得得 需要的截面几何量为需要的截面几何量为 查表对工字形截面查表对工字形截面根据根据h h=23cm=23cm，，b b=21cm=21cm，和计算的，和计算的A A2 2，， 设计截面如下图这一步，不设计截面如下图这一步，不同设计者的差别较大估计的尺寸同设计者的差别较大估计的尺寸h h、、b b只是一个参考，给出一个量只是一个参考，给出一个量的概念设计者可根据钢材的规格与经验确定截面尺寸设计者可根据钢材的规格与经验确定截面尺寸A=90cm2 因截面无孔削弱，可不验算强度因截面无孔削弱，可不验算强度故刚度满足要求故刚度满足要求（（1 1）刚度和整体稳定验算）刚度和整体稳定验算2 2、截面验算、截面验算 故整体稳定性满足要求故整体稳定性满足要求（（2 2）局部整体稳定验算）局部整体稳定验算故局部稳定性满足要求故局部稳定性满足要求 由上述计算结果可知，采用热轧普通工字钢截面比热轧由上述计算结果可知，采用热轧普通工字钢截面比热轧H型钢型钢截面面积约大截面面积约大46％。
尽管弱轴方向的计算长度仅为强轴方向计算％尽管弱轴方向的计算长度仅为强轴方向计算长度的长度的1/2，但普通工字钢绕弱轴的回转半径太小，因而支柱的承，但普通工字钢绕弱轴的回转半径太小，因而支柱的承载能力是由绕弱轴所控制的，对强轴则有较大富裕，经济性较差载能力是由绕弱轴所控制的，对强轴则有较大富裕，经济性较差对于热轧对于热轧H型钢，由于其两个方向的长细比比较接近，用料较经济，型钢，由于其两个方向的长细比比较接近，用料较经济，在设计轴心实腹柱时，宜优先选用在设计轴心实腹柱时，宜优先选用H型钢焊接工字钢用钢量最少，型钢焊接工字钢用钢量最少，但制作工艺复杂但制作工艺复杂比较上面三种截面面积比较上面三种截面面积热轧工字型钢：热轧工字型钢： A＝＝2 热轧热轧H型钢：型钢：A=92cm2 组合工字钢：组合工字钢：A=90cm2 。