《钢结构的一些计算方法及公式资料》由会员分享，可在线阅读，更多相关《钢结构的一些计算方法及公式资料（34页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 非原创 1 / 34 1-1 框架柱的截面尺寸确定方法 框架柱的截面尺寸确定方法 (1)现浇框架柱的混凝土强度等级，当抗震等级为一级时，不得低于 C30；抗震等级为二至四级及非抗震设计时，不低于 C20，设防烈度 8 度时不宜大于 C70，9 度时不宜大于 C60。 (2)框架柱截面尺寸，可根据柱支承的楼层面积计算由竖向荷载产生 的轴力设计值N_V(荷载分项系数可取 1.25)，按下列公式估算柱截 面积A_O，然后再确定柱边长。 1)仪有风荷载作用或无地震作用组合时 N=(10.51.1)N_V (5-15) A_C(N)/(F_C) (5-16) 2) 有水平地震作用组合时 N=N_V (
2、5-17) 为增大系数,框架结构外柱取 1.3,不等跨内柱取 1.25,等跨内 柱取 1.2;框剪结构外柱取 1.11.2,内桩取 1.0.有地震作用组合时柱 所需截面面积为 A_C(N)/(_NF_C) (5-18) 其中F_C为混凝土轴心抗压强度设计值,_N为柱轴压比限值 当不能满足公式(5-16)、(5-18)时，应增大柱截面或提高混凝土强度 等级。 (3)柱截耐尺寸：非抗震设计时，不宜小于 250MM，抗震设计时， 不宜小于 300MM；圆柱截面直径不宜小于 350MM；柱剪跨比宜大于 2； 柱截面高宽比不宜大于 3。 框架柱剪跨比可按下式计算：=M/(VH_O) (5-19) 非原创
3、 2 / 34 式中 框架柱的剪跨比。反弯点位于柱高中部的框架柱，可取 柱净高与 2 倍柱截面 有效高度之比值； M-柱端截面组合的弯矩计算值，可取上、下端的较大值； V-柱端截面与组台弯矩计算值对应的组合剪力计算值； H_O计算方向上截面有效高度。 (4)柱的剪跨比宜大于 2，以避免产生剪切破坏。在设计中，楼 梯间、 设备层等部位难以避免短柱时， 除应验算柱的受剪承载力以外， 还应采取措施提高其延性和抗剪能力 (5)框架柱截面尺寸应满足抗剪(即剪压比)要求。矩形截面柱应 符合下列要求；无地震组合时 _C0.25_CF_CBH_O (5-20) _C(1)/(R_RE)(0.2)_CF_CBH
4、_O (5-21) _C(1)/(R_RE)(0.15)_CF_CBH_O (5-22) 式中 V_C框架柱的剪力设计值； F_C混凝土轴心抗压强度设计值； B、H_O柱截面宽度和截面有效高度； R_RE-承载力抗震调整系数为 O 85； _C当C50 时，_C取 1.0；C80 时，_C取 0.8； C50C80 之间时，取其内插值。 如果不满足公式(5-20)至(5-22)时，应增大柱截面或提高混凝 土强度等级。 非原创 3 / 34 (6)高层建筑的框架-剪力墙结构和框架 核心筒结构的框架柱截 面，是由轴压比确定。多、高层建筑的纯框架结构柱截面，在水平地 震作用下或风荷载作用下是由所需位
5、移限值的侧向刚度确定。 框架结 构中剪跨比不大于 2 的柱，有的剪压比可能起控制作用. 非原创 4 / 34 1-2 钢结构计算钢结构计算 1-2-1 钢结构计算用表钢结构计算用表 为保证承重结构的承载能力和防止在一定条件下出现脆性破坏， 应根据结构 的重要性、荷载特征、结构形式、应力状态、连接方法、钢材厚度和工作环境等 因素综合考虑，选用合适的钢材牌号和材性。 承重结构的钢材宜采用 Q235 钢、Q345 钢、Q390 钢和 Q420 钢，其质量应分 别符合现行国家标准 碳素结构钢 GB/T 700 和 低合金高强度结构钢 GB/T 1591 的规定。当采用其他牌号的钢材时，尚应符合相应有关
6、标准的规定和要求。对 Q235 钢宜选用镇静钢或半镇静钢。 承重结构的钢材应具有抗拉强度、伸长率、屈服强度和硫、磷含量的合格保 证，对焊接结构尚应具有碳含量的合格保证。 焊接承重结构以及重要的非焊接承重结构的钢材还应具有冷弯试验的合格 保证。 对于需要验算疲劳的焊接结构的钢材，应具有常温冲击韧性的合格保证。当 结构工作温度等于或低于 0但高于-20时，Q235 钢和 Q345 钢应具有 0C 冲 击韧性的合格保证；对 Q390 钢和 Q420 钢应具有-20冲击韧性的合格保证。当 结构工作温度等于或低于-20时， 对 Q235 钢和 Q345 钢应具有-20冲击韧性的 合格保证；对 Q390
7、钢和 Q420 钢应具有-40冲击韧性的合格保证。 对于需要验算疲劳的非焊接结构的钢材亦应具有常温冲击韧性的合格保证， 当结构工作温度等于或低于-20时，对 Q235 钢和 Q345 钢应具有 0冲击韧性 的合格保证；对 Q390 钢和 Q420 钢应具有-20冲击韧性的合格保证。 当焊接承重结构为防止钢材的层状撕裂而采用 Z 向钢时， 其材质应符合现行 国家标准厚度方向性能钢板GB/T 5313 的规定。 钢材的强度设计值（材料强度的标准值除以抗力分项系数） ，应根据钢材厚 度或直径按表 2-77 采用。钢铸件的强度设计值应按表 2-78 采用。连接的强度设 计值应按表 2-79 至表 2-
8、81 采用。 钢材的强度设计值（N/mm2） 表 2-77 钢材 抗拉、抗压和抗弯抗剪 端面承压（刨平顶紧） 非原创 5 / 34 牌号 厚度或直径（mm） f fv fce Q235 钢 16 215 125 325 1640 205 120 4060 200 115 60100 190 110 Q345 钢 16 310 180 400 1635 295 170 3550 265 155 50100 250 145 Q390 钢 16 350 205 415 1635 335 190 3550 315 180 50100 295 170 Q420 钢 16 380 220 440 1635
9、 360 210 3550 340 195 50100 325 185 注：表中厚度系指计算点的钢材厚度，对轴心受力构件系指截面中较厚板件的厚度。 钢铸件的强度设计值（N/mm2） 表 2-78 钢号 抗拉、抗压和抗弯 f 抗剪 fv 端面承压（刨平顶紧） fce ZG200-400 155 90 260 ZG230-450 180 105 290 ZG270-500 210 120 325 ZG310-570 240 140 370 焊缝的强度设计值（N/mm2） 表 2-79 焊接方法和 焊条型号 构件钢材 对接焊缝 角焊缝 牌号 厚度或直径 （mm） 抗压 fcw 焊缝质量为下列等级 时
10、，抗拉 ftw 抗剪 抗拉、 抗压 和抗剪 一级、二级三级 fvw ffw 自动焊、半 自 动 焊 和 E43 型焊条 的手工焊 Q235 钢 16 215 215 185 125 160 1640 205 205 175 120 4060 200 200 170 115 60100 190 190 160 110 自动焊、半 自 动 焊 和 E50 型焊条 的手工焊 Q345 钢 16 310 310 265 180 200 1635 295 295 250 170 3550 265 265 225 155 50100 250 250 210 145 自动焊、半 自 动 焊 和 E55 型焊
11、条 Q390 钢 16 350 350 300 205 220 1635 335 335 285 190 3550 315 315 270 180 非原创 6 / 34 的手工焊 50100 295 295 250 180 自动焊、半 自 动 焊 和 E55 型焊条 的手工焊 Q420 钢 16 380 380 320 220 220 1635 360 360 305 210 3550 340 340 290 195 50100 325 325 275 185 注：1自动焊和半自动焊所采用的焊丝和焊剂，应保证其熔敷金属的力学性能不低于现行 国家标准碳素钢埋弧焊用焊剂GB/T 5293 和低合金
12、钢埋弧焊用焊剂GB/T 12470 中相 关的规定； 2焊缝质量等级应符合现行国家标准钢结构工程施工质量验收规范GB 50205 的规 定。其中厚度小于 8mm 钢材的对接焊缝，不宜用超声波探伤确定焊缝质量等级； 3对接焊缝抗弯受压区强度设计值取 fcw，抗弯受拉区强度设计值取 ftw。 螺栓连接的强度设计值（N/mm2） 表 2-80 承压型连接高强度螺栓 普通螺栓 锚栓 承压型连接 高强度螺栓 C 级螺栓 A 级、B 级螺栓 抗拉 抗剪承压抗拉抗剪承压抗拉 抗拉 抗剪承压 ftb fvb fcb ftb fvb fcb fta ftb fvb fcb 普通螺栓 4.6 级、4.8 级 17
13、0 140 - - - - - - - - 5.6 级 - - - 210 190 - - - - - 8.8 级 - - - 400 320 - - - - - 锚栓 Q235 钢 - - - - - - 140 - - - Q345 钢 - - - - - - 180 - - - 承压型连接 高强度螺栓 8.8 级 - - - - - - 400 250 - 10.9 级 - - - - - - - 500 310 - 构件 QZ35 钢 - - 305 - - 405 - - - 470 Q345 钢 - - 385 - - 510 - - - 590 Q390 钢 - - 400 -
14、- 530 - - - 615 Q420 钢 - - 425 - - 560 - - - 655 注：1A 级螺栓用于 d24mm 和 l10d 或 l150mm（按较小值）的螺栓；B 级螺栓用于 d24mm 或 l10d 或 l150mm（按较小值）的螺栓。d 为公称直径，l 为螺杆公称长度； 2A、B 级螺栓孔的精度和孔壁表面粗糙度，C 级螺栓孔的允许偏差和孔壁表面粗糙 度，均应符合现行国家标准钢结构工程施工质量验收规范GB 50205 的要求。 铆钉连接的强度设计值（N/mm2） 表 2-81 铆钉钢号和构件 钢材牌号 抗拉 （钉头拉脱）抗剪 fvT 承压 fcT ftT I 类孔II
15、类孔I 类孔 II 类孔 铆钉 BL2 或 BL3 120 185 155 - - 构件 Q235 钢 - - - 450 365 Q345 钢 - - - 565 460 非原创 7 / 34 Q390 钢 - - - 590 480 注：1属于下列情况者为 I 类孔： 1）在装配好的构件上按设计孔径钻成的孔； 2）在单个零件和构件上按设计孔径分别用钻模钻成的孔； 3）在单个零件上先钻成或冲成较小的孔径，然后在装配好的构件上再扩钻至设计孔径 的孔。 2在单个零件上一次冲成或不用钻模钻成设计孔径的孔属于 II 类孔。 计算下列情况的结构构件或连接时，上述强度设计值应乘以相应的折减系 数： 1单面连接的单角钢 1）按轴心受力计算强度和连接 0.85； 2）按轴心受压计算稳定性 等边角钢 0.60.0015，但不大于 1.0： 短边相连的不等边角钢 0.50.0025，但不大于 1.0； 长边相连的不等边角钢 0.70； 几为长细比，对中间无连接的单角钢压杆，应按最小回转半径计算，当 20 时，取20； 2无垫板的单面施焊对接焊缝 0.85； 3施工条件较差的高空安装焊缝和铆钉连接 0.90； 4沉头和半沉头铆钉连接 0.80。 注：当几种情况同时存在时，其折减系数应连乘。 钢材和钢铸件的物理性能指标见表 2-82。 钢材和钢铸件的物理性能指标
