鋼結(jié)構(gòu)計算公式（鋼結(jié)構(gòu)計算用表）
2021-04-15 來自: 甘肅鑫祥威鋼結(jié)構(gòu)工程有限公司 瀏覽次數(shù):840
鋼結(jié)構(gòu)計算公式（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般條件下出現(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)行標準《碳素結(jié)構(gòu)鋼》GB/T 700和《低合金結(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0℃C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-20℃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1采用。鋼鑄件的強度設(shè)計值應(yīng)按表2采用。連接的強度設(shè)計值應(yīng)按表3~5采用。
鋼材的強度設(shè)計值（N/mm2） 表1
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
焊縫的強度設(shè)計值（N/mm2） 表3
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性能不低于現(xiàn)行標準《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4
注：1．A級螺栓用于d≤24mm和l≤10d或l≤150mm（按較小值）的螺栓；B級螺栓用于d＞24mm或l＞10d或l＞150mm（按較小值）的螺栓。d為公稱直徑，l為螺桿公稱長度；
2．A、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5
注：1．屬于下列情況者為I類孔：
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0.6＋0.0015δ，但不大于1.0：
短邊相連的不等邊角鋼0.5＋0.0025δ，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)按小回轉(zhuǎn)半徑計算，當δ＜20時，取δ＝20；
2．無墊板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 表6
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7所列的容許值。
受彎構(gòu)件撓度允許值 表7
注：1．l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）。
2．[νT]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；
[νQ]為可變荷載標準值產(chǎn)生的撓度允許值。
框架結(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/150
2．有橋式吊車的單層框架的柱頂位移H/400
3．多層框架的柱頂位移H/500
4．多層框架的層間相對位移h/400
H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l0 表8
注：1．l為構(gòu)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 表9
注：1．承受靜力荷載的結(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10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10
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) 表11
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。
摩擦型螺栓中摩擦面抗滑移系數(shù)見表12。一個螺栓的預拉力見表13。
摩擦面的抗滑移系數(shù)μ 表12
一個螺栓的預拉力P（kN） 表13
螺栓或鉚釘?shù)?、小允許距離 表14
注：1．d0為螺栓或鉚釘?shù)目讖?，t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)拈g距，可按中間排的數(shù)值采用。
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