等边双角钢组合T形截面的轴压弯扭实用计算

(中国电力工程顾问集团华东电力设计院有限公司，上海 200001)

0 引言

在输电线路的建设中，为了加大电网的输送容量，普遍采用超高压、特高压、多回路、大规格多分裂导线输送电流，这就使得输电线路铁塔承受的荷载越来越大，杆件内力也越来越大。常规的单角钢已经无法满足杆件的承载能力。当前的铁塔设计中，采用钢管虽然能满足杆件巨大的内力，但也带来一些问题：①铁塔加工焊接工作量极大，焊接质量难以保证，加工交货周期延长；②投资费用大，钢管的加工单价约0.8万元/t，是角钢约0.6万元/t的1.33倍；③连接钢管的锻造法兰单价约1.8～2.0万元/t，是角钢的3～3.3倍，是钢管的2～2.5倍。组合角钢同样也能满足杆件巨大的内力，螺栓连接的设计方法，给铁塔的加工和安装带来极大的方便性，在工程中具有较大的使用价值。两个等边角钢通过螺栓连接，组合而成的双拼T形截面，如图1所示，在绕对称轴(y-y)屈曲的情况下，杆件为轴心受压；由于其回转半径比同样面积的单角钢大，双拼T形截面在y-y轴方向的承载能力比偏心受力单角钢的承载能力显著提高；但由于T形截面的形心和剪心不重合，如图2所示，在绕对称轴(y-y)屈曲时，存在弯曲和扭转的组合屈曲的情况。因而，需要在弯曲屈曲的基础上考虑一个计及扭转效应的加大了的换算长细比，替代弯曲屈曲的长细比；换算长细比的增量随着弯曲长细比的加大而减少。

图1 等边双角钢T形组合截面

图2 T形截面的形心和剪心

1 国家标准的轴压构件弯扭

GB50017—2017《钢结构设计标准》[1]第7.2.1节，有关轴心受压构件的稳定性计算内容，简单摘录如下：