鋼結(jié)構(gòu)承載計算公式(共26頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上鋼結(jié)構(gòu)計算用表為保證承重結(jié)構(gòu)的承載能力和防止在一定條件下出現(xiàn)脆性破壞，應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)的重要性、荷載特征、結(jié)構(gòu)形式、應(yīng)力狀態(tài)、連接方法、鋼材厚度和工作環(huán)境等因素綜合考慮，選用合適的鋼材牌號和材性。承重結(jié)構(gòu)的鋼材宜采用Q235鋼、Q345鋼、Q390鋼和Q420鋼，其質(zhì)量應(yīng)分別符合現(xiàn)行國家標準碳素結(jié)構(gòu)鋼GB/T 700和低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼GB/T 1591的規(guī)定。當采用其他牌號的鋼材時，尚應(yīng)符合相應(yīng)有關(guān)標準的規(guī)定和要求。對Q235鋼宜選用鎮(zhèn)靜鋼或半鎮(zhèn)靜鋼。承重結(jié)構(gòu)的鋼材應(yīng)具有抗拉強度、伸長率、屈服強度和硫、磷含量的合格保證，對焊接結(jié)構(gòu)尚應(yīng)具有碳含量的合格保證。焊接承重結(jié)構(gòu)以及

2、重要的非焊接承重結(jié)構(gòu)的鋼材還應(yīng)具有冷彎試驗的合格保證。對于需要驗算疲勞的焊接結(jié)構(gòu)的鋼材，應(yīng)具有常溫沖擊韌性的合格保證。當結(jié)構(gòu)工作溫度等于或低于0但高于-20時，Q235鋼和Q345鋼應(yīng)具有0C沖擊韌性的合格保證；對Q390鋼和Q420鋼應(yīng)具有-20沖擊韌性的合格保證。當結(jié)構(gòu)工作溫度等于或低于-20時，對Q235鋼和Q345鋼應(yīng)具有-20沖擊韌性的合格保證；對Q390鋼和Q420鋼應(yīng)具有-40沖擊韌性的合格保證。對于需要驗算疲勞的非焊接結(jié)構(gòu)的鋼材亦應(yīng)具有常溫沖擊韌性的合格保證，當結(jié)構(gòu)工作溫度等于或低于-20時，對Q235鋼和Q345鋼應(yīng)具有0沖擊韌性的合格保證；對Q390鋼和Q420鋼應(yīng)具有-2

3、0沖擊韌性的合格保證。當焊接承重結(jié)構(gòu)為防止鋼材的層狀撕裂而采用Z向鋼時，其材質(zhì)應(yīng)符合現(xiàn)行國家標準厚度方向性能鋼板GB/T 5313的規(guī)定。鋼材的強度設(shè)計值（材料強度的標準值除以抗力分項系數(shù)），應(yīng)根據(jù)鋼材厚度或直徑按表2-77采用。鋼鑄件的強度設(shè)計值應(yīng)按表2-78采用。連接的強度設(shè)計值應(yīng)按表2-79至表2-81采用。鋼材的強度設(shè)計值（N/mm2） 表2-77鋼材抗拉、抗壓和抗彎f抗剪fv端面承壓（刨平頂緊）fce牌號厚度或直徑（mm）Q235鋼162151253251640205120406020011560100190110Q345鋼163101804001635295170355026515

4、550100250145Q390鋼163502054151635335190355031518050100295170Q420鋼163802204401635360210355034019550100325185注：表中厚度系指計算點的鋼材厚度，對軸心受力構(gòu)件系指截面中較厚板件的厚度。鋼鑄件的強度設(shè)計值（N/mm2） 表2-78鋼號抗拉、抗壓和抗彎f抗剪fv端面承壓（刨平頂緊）fceZG200-40015590260ZG230-450180105290ZG270-500210120325ZG310-570240140370焊縫的強度設(shè)計值（N/mm2） 表2-79焊接方法和焊條型號構(gòu)件鋼材對接

5、焊縫角焊縫牌號厚度或直徑（mm）抗壓fcw焊縫質(zhì)量為下列等級時，抗拉ftw抗剪抗拉、抗壓和抗剪一級、二級三級fvwffw自動焊、半自動焊和E43型焊條的手工焊Q235鋼162152151851251601640205205175120406020020017011560100190190160110自動焊、半自動焊和E50型焊條的手工焊Q345鋼163103102651802001635295295250170355026526522515550100250250210145自動焊、半自動焊和E55型焊條的手工焊Q390鋼163503503002052201635335335285190355

6、031531527018050100295295250180自動焊、半自動焊和E55型焊條的手工焊Q420鋼163803803202202201635360360305210355034034029019550100325325275185注：1自動焊和半自動焊所采用的焊絲和焊劑，應(yīng)保證其熔敷金屬的力學(xué)性能不低于現(xiàn)行國家標準碳素鋼埋弧焊用焊劑GB/T 5293和低合金鋼埋弧焊用焊劑GB/T 12470中相關(guān)的規(guī)定；2焊縫質(zhì)量等級應(yīng)符合現(xiàn)行國家標準鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范GB 50205的規(guī)定。其中厚度小于8mm鋼材的對接焊縫，不宜用超聲波探傷確定焊縫質(zhì)量等級；3對接焊縫抗彎受壓區(qū)強度設(shè)計值取

7、fcw，抗彎受拉區(qū)強度設(shè)計值取ftw。螺栓連接的強度設(shè)計值（N/mm2） 表2-80承壓型連接高強度螺栓普通螺栓錨栓承壓型連接高強度螺栓C級螺栓A級、B級螺栓抗拉抗剪承壓抗拉抗剪承壓抗拉抗拉抗剪承壓ftbfvbfcbftbfvbfcbftaftbfvbfcb普通螺栓4.6級、4.8級170140-5.6級-210190-8.8級-400320-錨栓Q235鋼-140-Q345鋼-180-承壓型連接高強度螺栓8.8級-400250-10.9級-500310-構(gòu)件QZ35鋼-305-405-470Q345鋼-385-510-590Q390鋼-400-530-615Q420鋼-425-560-655

8、注：1A級螺栓用于d24mm和l10d或l150mm（按較小值）的螺栓；B級螺栓用于d24mm或l10d或l150mm（按較小值）的螺栓。d為公稱直徑，l為螺桿公稱長度；2A、B級螺栓孔的精度和孔壁表面粗糙度，C級螺栓孔的允許偏差和孔壁表面粗糙度，均應(yīng)符合現(xiàn)行國家標準鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范GB 50205的要求。鉚釘連接的強度設(shè)計值（N/mm2） 表2-81鉚釘鋼號和構(gòu)件鋼材牌號抗拉（釘頭拉脫）抗剪fvT承壓fcTftTI類孔II類孔I類孔II類孔鉚釘BL2或BL3120185155-構(gòu)件Q235鋼-450365Q345鋼-565460Q390鋼-590480注：1屬于下列情況者為I類孔：

9、1）在裝配好的構(gòu)件上按設(shè)計孔徑鉆成的孔；2）在單個零件和構(gòu)件上按設(shè)計孔徑分別用鉆模鉆成的孔；3）在單個零件上先鉆成或沖成較小的孔徑，然后在裝配好的構(gòu)件上再擴鉆至設(shè)計孔徑的孔。2在單個零件上一次沖成或不用鉆模鉆成設(shè)計孔徑的孔屬于II類孔。計算下列情況的結(jié)構(gòu)構(gòu)件或連接時，上述強度設(shè)計值應(yīng)乘以相應(yīng)的折減系數(shù)：1單面連接的單角鋼1）按軸心受力計算強度和連接0.85；2）按軸心受壓計算穩(wěn)定性等邊角鋼0.60.0015，但不大于1.0：短邊相連的不等邊角鋼0.50.0025，但不大于1.0；長邊相連的不等邊角鋼0.70；幾為長細比，對中間無連接的單角鋼壓桿，應(yīng)按最小回轉(zhuǎn)半徑計算，當20時，取20；2無墊板

10、的單面施焊對接焊縫0.85；3施工條件較差的高空安裝焊縫和鉚釘連接0.90；4沉頭和半沉頭鉚釘連接0.80。注：當幾種情況同時存在時，其折減系數(shù)應(yīng)連乘。鋼材和鋼鑄件的物理性能指標見表2-82。鋼材和鋼鑄件的物理性能指標 表2-82彈性模量E（N/mm2）剪變模量G（N/mm2）線膨脹系數(shù)（以每計）質(zhì)量密度（kg/m3）206×10379×10312×10-67850吊車梁、樓蓋梁、屋蓋梁、工作平臺梁以及墻架構(gòu)件的撓度不宜超過表2-83所列的容許值。受彎構(gòu)件撓度允許值 表2-83項次構(gòu)件類別撓度允許值TQ1吊車梁和吊車桁架（按自重和起重量最大的一臺吊車計算撓度）（1

11、）手動吊車和單梁吊車（含懸掛吊車）（2）輕級工作制橋式吊車（3）中級工作制橋式吊車（4）重級工作制橋式吊車l/500l/800l/1000l/12002手動或電動葫蘆的軌道梁l/4003有重軌（重量等于或大于38kg/m）軌道的工作平臺梁有輕軌（重量等于或大于24kg/m）軌道的工作平臺梁l/600l/4004樓（屋）蓋梁或桁架，工作平臺梁（第3項除外）和平臺板（1）主梁或銜架（包括設(shè)有懸掛起重設(shè)備的梁和桁架）（2）抹灰頂棚的次梁（3）除（1）、（2）款外的其他梁（包括樓梯梁）（4）屋蓋檁條支承無積灰的瓦楞鐵和石棉瓦屋面者支承壓型金屬板 有積灰的瓦楞鐵和石棉瓦等屋面者支承其他屋面材料者（5）平

12、臺板l/400l/250l/250l/150l/200l/200l/150l/500l/350l/3005墻架構(gòu)件（風荷載不考慮陣風系數(shù)）（1）支柱（2）抗風桁架（作為連續(xù)支柱的支承時）（3）砌體墻的橫梁（水平方向）（4）支承壓型金屬板、瓦楞鐵和石棉瓦墻面的橫梁（水平方向）（5）帶有玻璃窗的橫梁（豎直和水平方向）l/200l/400l/1000l/300l/200l/200注：1l為受彎構(gòu)件的跨度（對懸臂梁和伸臂梁為懸伸長度的2倍）。2T為全部荷載標準值產(chǎn)生的撓度（如有起拱應(yīng)減去拱度）允許值；Q為可變荷載標準值產(chǎn)生的撓度允許值?？蚣芙Y(jié)構(gòu)的水平位移允許值：在風荷載標準值作用下框架柱頂水平位移和層

13、間相對位移不宜超過下列數(shù)值。1無橋式吊車的單層框架的柱頂位移H/1502有橋式吊車的單層框架的柱頂位移H/4003多層框架的柱頂位移H/5004多層框架的層間相對位移h/400H為自基礎(chǔ)頂面至柱頂?shù)目偢叨?；h為層高。注：1對室內(nèi)裝修要求較高的民用建筑多層框架結(jié)構(gòu)，層間相對位移宜適當減小。無墻壁的多層框架結(jié)構(gòu)，層間相對位移可適當放寬。2對輕型框架結(jié)構(gòu)的柱頂水平位移和層間位移均可適當放寬。桁架弦桿和單系腹桿的計算長度見表2-84。桁架弦桿和單系腹桿的計算長度l0 表2-84項次彎曲方向弦桿腹桿支座斜桿和支座豎桿其他腹桿1在桁架平面內(nèi)ll0.8l2在桁架平面外l1ll3斜平面-l0.9l注：1l為構(gòu)

14、件的幾何長度（節(jié)點中心間距離）；l1為桁架弦桿側(cè)向支承點之間的距離。2斜平面系指與桁架平面斜交的平面，適用于構(gòu)件截面兩主軸均不在桁架平面內(nèi)的單角鋼腹桿和雙角鋼十字形截面腹桿。3無節(jié)點板的腹桿計算長度在任意平面內(nèi)均取其等于幾何長度（鋼管結(jié)構(gòu)除外）。受拉構(gòu)件的允許長細比見表2-85。受壓構(gòu)件的允許長細比見表2-86。受拉構(gòu)件的允許長細比 表2-85項次構(gòu)件名稱承受靜力荷載或間接承受動力荷載的結(jié)構(gòu)直接承受動力荷載和結(jié)構(gòu)一般建筑結(jié)構(gòu)有重級工作制吊車的廠房1桁架的桿件3502502502吊車梁或吊車桁架以下的柱間支撐300200-3其他拉桿、支撐、系桿等（張緊的圓鋼除外）400350-注：1承受靜力荷載

15、的結(jié)構(gòu)中，可僅計算受拉構(gòu)件在豎向平面內(nèi)的長細比。2在直接或間接承受動力荷載的結(jié)構(gòu)中，單角鋼受拉構(gòu)件長細比的計算方法與表2-86注2相同。3中、重級工作制吊車桁架下弦桿的長細比不宜超過200。4在設(shè)有夾鉗或剛性料耙等硬鉤吊車的廠房中，支撐（表中第2項除外）的長細比不宜超過300。5受拉構(gòu)件在永久荷載與風荷載組合作用下受壓時，其長細比不宜超過250。6跨度等于或大于60m的桁架，其受拉弦桿和腹桿的長細比不宜超過300（承受靜力荷載或間接承受動力荷載）或250（直接承受動力荷載）。受壓構(gòu)件的允許長細比 表2-86項次構(gòu)件名稱允許長細比1柱、桁架和天窗架中的桿件150柱的綴條、吊車梁或吊車桁架以下的柱

16、間支撐2支撐（吊車梁或吊車桁架以下的柱間支撐除外）200用以減少受壓構(gòu)件長細比的桿件注：1桁架（包括空間桁架）的受壓腹桿，當其內(nèi)力等于或小于承載能力的50%時，允許長細比值可取為200。2計算單角鋼受壓構(gòu)件的長細比時，應(yīng)采用角鋼的最小回轉(zhuǎn)半徑，但在計算交叉桿件平面外的長細比時，可采用與角鋼肢邊平行軸的回轉(zhuǎn)半徑。3跨度等于或大于60m的桁架，其受壓弦桿和端壓桿的允許長細比值宜取為100，其他受壓腹桿可取為150（承受靜力荷載或間接承受動力荷載）或120（直接承受動力荷載）。單層廠房階形柱計算長度的折減系數(shù)見表2-87。單層廠房階形柱計算長度的折減系數(shù) 表2-87廠房類型折減系數(shù)單跨或多跨縱向溫度

17、區(qū)段內(nèi)一個柱列的柱子數(shù)屋面情況廠房兩側(cè)是否有通長的屋蓋縱向水平支撐單跨等于或少于6個-0.9多于6個非大型混凝土屋面板的屋面無縱向水平支撐有縱向水平支撐0.8大型混凝土屋面板的屋面-多跨-非大型混凝土屋面板的屋面無縱向水平支撐有縱向水平支撐0.7大型混凝土屋面板的屋面-注：有橫梁的露天結(jié)構(gòu)（如落錘車間等），其折減系數(shù)可采用0.9。摩擦型高強度螺栓中摩擦面抗滑移系數(shù)見表2-88。一個高強度螺栓的預(yù)拉力見表2-89。摩擦面的抗滑移系數(shù) 表2-88在連接處構(gòu)件接觸面的處理方法構(gòu)件的鋼號Q235鋼Q345鋼、Q390鋼Q420鋼噴砂（丸）0.450.500.50噴砂（丸）后涂無機富鋅漆0.350.40

18、0.40噴砂（丸）后生赤銹0.450.500.50鋼絲刷清除浮銹或未經(jīng)處理的干凈軋制表面0.300.350.40一個高強度螺栓的預(yù)拉力P（kN） 表2-89螺栓的性能等級螺栓公稱直徑（mm）M16M20M22M24M27M308.8級8012515017523028010.9級100155190225290355螺栓或鉚釘?shù)脑试S距離見表2-90。螺栓或鉚釘?shù)淖畲?、最小允許距離 表2-90名稱位置和方向最大允許距離（取兩者的較小值）最小允許距離中心間距外排（垂直內(nèi)力方向或順內(nèi)力方向）8d0或12t3d0中間排垂直內(nèi)力方向16d0或24t順內(nèi)力方向構(gòu)件受壓力12d0或18t構(gòu)件受拉力16d0或24

19、t沿對角線方向-中心至構(gòu)件邊緣距離順內(nèi)力方向4d0或8t2d0垂直內(nèi)力方向剪切邊或手工氣割邊1.5d0軋制邊、自動氣割或鋸割邊高強度螺栓其他螺栓或鉚釘1.2d0注：1d0為螺栓或鉚釘?shù)目讖剑瑃為外層較薄板件的厚度。2鋼板邊緣與剛性構(gòu)件（如角鋼、槽鋼等）相連的螺栓或鉚釘?shù)淖畲箝g距，可按中間排的數(shù)值采用。常見型鋼及其組合截面的回轉(zhuǎn)半徑的近似值見表2-91。常見型鋼及其組合截面的回轉(zhuǎn)半徑的近似值表 表2-91圓形鋼管規(guī)格及截面特征見表2-92。圓形鋼管規(guī)格及截面特征表 表2-92直徑外徑D（mm）壁厚t（mm）截面面積（cm2）理論重量（kg/m）外表面積（m2/m）截面特征I（cm4）W（cm3）

20、i（cm）Ik（cm4）Z0（cm）（mm）（in）401½483.54.893.840.151502573.55.884.620.17921.147.421.9042.272.85603.56.214.880.18824.888.302.0049.773.00702½75.73.88.566.640.23755.1614.592.54110.323.78764.09.057.100.23958.8115.482.55117.623.805.011.158.750.23970.6218.592.52141.253.8080388.54.010.628.340.27894.9

21、921.442.99189.974.43894.010.688.400.28096.6821.733.01193.364.455.013.209.240.280116.7926.242.98233.584.4510041084.013.0710.300.339176.9532.773.68353.915.406.019.2315.090.339250.9040.463.61501.815.401144.013.8210.850.358209.3536.733.89418.705.7012551334.016.2112.730.418339.5350.764.56675.056.656.023.

22、9418.790.418483.7272.744.50967.436.651404.519.1615.400.410440.1262.874.79880.247.0015061594.521.8417.150.500652.2782.055.461304.547.956.028.8422.640.500845.19106.315.421690.387.951654.522.6917.810.518731.2188.635.681462.418.2520082196.940.1531.520.6882278.74208.107.534557.5910.959.059.3846.610.68832

23、79.13299.467.436558.2510.95250102738.066.6852.280.8585851.73428.709.3711702.4613.6511.090.6271.090.8587782.56570.159.2715565.1113.65300123258.079.6762.541.02110013.94616.2411.2120027.8116.2513.0124.42100.031.02115531.78955.8011.0431063.5716.25注：I毛截面慣性矩；W毛截面抵抗矩；i回轉(zhuǎn)半徑；Ik抗扭慣性矩；Z0截面重心到邊緣距離。2-5-2 鋼結(jié)構(gòu)計算公式1構(gòu)件的強度和穩(wěn)定性計算公式（表2-93）強度和穩(wěn)定性計算表 表2-932連接計算公式（表2-94）連接計算公式 表2-942-5-3 鋼管結(jié)構(gòu)計算1適用于不直接承受動力荷載，在節(jié)點處直接焊接的鋼管桁架結(jié)構(gòu)。鋼管外徑與壁厚之比，不應(yīng)超過100（）。軸心受壓方管或矩形管的最大外緣尺寸與壁厚之比，不應(yīng)超40。2鋼管節(jié)點的構(gòu)造應(yīng)符合下列要求：（1）主管外徑應(yīng)大于支管外徑，主管壁厚不應(yīng)小于支管壁厚。在支管與主管連接處不得將支管穿入主管內(nèi)。（2）主管和支管或兩支管軸線之間的夾角i不宜小于30°。（3