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钢结构计算.doc

钢结构计算

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2011-10-27 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《钢结构计算doc》,可适用于经济金融领域

钢结构计算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Q钢、Q钢、Q钢和Q钢其质量应分别符合现行国家标准《碳素结构钢》GBT和《低合金高强度结构钢》GBT的规定。当采用其他牌号的钢材时尚应符合相应有关标准的规定和要求。对Q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℃但高于℃时Q钢和Q钢应具有℃C冲击韧性的合格保证对Q钢和Q钢应具有℃冲击韧性的合格保证。当结构工作温度等于或低于℃时对Q钢和Q钢应具有℃冲击韧性的合格保证对Q钢和Q钢应具有℃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℃时对Q钢和Q钢应具有℃冲击韧性的合格保证对Q钢和Q钢应具有℃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》GBT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采用。钢铸件的强度设计值应按表采用。连接的强度设计值应按表至表采用。钢材的强度设计值(Nmm)表钢材抗拉、抗压和抗弯f抗剪fv端面承压(刨平顶紧)fce牌号厚度或直径(mm)Q钢≤>~>~>~Q钢≤>~>~>~Q钢≤>~>~>~Q钢≤>~>~>~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(Nmm)表钢号抗拉、抗压和抗弯f抗剪fv端面承压(刨平顶紧)fceZGZGZGZG焊缝的强度设计值(Nmm)表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抗拉ftw抗剪抗拉、抗压和抗剪一级、二级三级fvwffw自动焊、半自动焊和E型焊条的手工焊Q钢≤>~>~>~自动焊、半自动焊和E型焊条的手工焊Q钢≤>~>~>~自动焊、半自动焊和E型焊条的手工焊Q钢≤>~>~>~自动焊、半自动焊和E型焊条的手工焊Q钢≤>~>~>~注:.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》GBT和《低合金钢埋弧焊用焊剂》GBT中相关的规定.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的规定。其中厚度小于mm钢材的对接焊缝不宜用超声波探伤确定焊缝质量等级.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(Nmm)表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ftbfvbfcbftbfvbfcbftaftbfvbfcb普通螺栓级、级级级锚栓Q钢Q钢承压型连接高强度螺栓级级构件QZ钢Q钢Q钢Q钢注:.A级螺栓用于d≤mm和l≤d或l≤mm(按较小值)的螺栓B级螺栓用于d>mm或l>d或l>mm(按较小值)的螺栓。d为公称直径l为螺杆公称长度.A、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的要求。铆钉连接的强度设计值(Nmm)表铆钉钢号和构件钢材牌号抗拉(钉头拉脱)抗剪fvT承压fcTftTI类孔II类孔I类孔II类孔铆钉BL或BL构件Q钢Q钢Q钢注:.属于下列情况者为I类孔:)在装配好的构件上按设计孔径钻成的孔)在单个零件和构件上按设计孔径分别用钻模钻成的孔)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。.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:.单面连接的单角钢)按轴心受力计算强度和连接)按轴心受压计算稳定性等边角钢+δ但不大于:短边相连的不等边角钢+δ但不大于长边相连的不等边角钢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δ<时取δ=.无垫板的单面施焊对接焊缝.施工条件较差的高空安装焊缝和铆钉连接.沉头和半沉头铆钉连接。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。钢材和钢铸件的物理性能指标表弹性模量E(Nmm)剪变模量G(Nmm)线膨胀系数α(以每℃计)质量密度ρ(kgm)×××吊车梁、楼盖梁、屋盖梁、工作平台梁以及墙架构件的挠度不宜超过表所列的容许值。受弯构件挠度允许值表项次构件类别挠度允许值νTνQ吊车梁和吊车桁架(按自重和起重量最大的一台吊车计算挠度)()手动吊车和单梁吊车(含悬挂吊车)()轻级工作制桥式吊车()中级工作制桥式吊车()重级工作制桥式吊车llll手动或电动葫芦的轨道梁l有重轨(重量等于或大于kgm)轨道的工作平台梁有轻轨(重量等于或大于kgm)轨道的工作平台梁ll楼(屋)盖梁或桁架工作平台梁(第项除外)和平台板()主梁或衔架(包括设有悬挂起重设备的梁和桁架)()抹灰顶棚的次梁()除()、()款外的其他梁(包括楼梯梁)()屋盖檩条支承无积灰的瓦楞铁和石棉瓦屋面者支承压型金属板有积灰的瓦楞铁和石棉瓦等屋面者支承其他屋面材料者()平台板llllllllll墙架构件(风荷载不考虑阵风系数)()支柱()抗风桁架(作为连续支柱的支承时)()砌体墙的横梁(水平方向)()支承压型金属板、瓦楞铁和石棉瓦墙面的横梁(水平方向)()带有玻璃窗的横梁(竖直和水平方向)llllll注:.l为受弯构件的跨度(对悬臂梁和伸臂梁为悬伸长度的倍)。.νT为全部荷载标准值产生的挠度(如有起拱应减去拱度)允许值νQ为可变荷载标准值产生的挠度允许值。框架结构的水平位移允许值:在风荷载标准值作用下框架柱顶水平位移和层间相对位移不宜超过下列数值。.无桥式吊车的单层框架的柱顶位移H.有桥式吊车的单层框架的柱顶位移H.多层框架的柱顶位移H.多层框架的层间相对位移hH为自基础顶面至柱顶的总高度h为层高。注:.对室内装修要求较高的民用建筑多层框架结构层间相对位移宜适当减小。无墙壁的多层框架结构层间相对位移可适当放宽。.对轻型框架结构的柱顶水平位移和层间位移均可适当放宽。桁架弦杆和单系腹杆的计算长度见表。桁架弦杆和单系腹杆的计算长度l表项次弯曲方向弦杆腹杆支座斜杆和支座竖杆其他腹杆在桁架平面内lll在桁架平面外lll斜平面ll注:.l为构件的几何长度(节点中心间距离)l为桁架弦杆侧向支承点之间的距离。.斜平面系指与桁架平面斜交的平面适用于构件截面两主轴均不在桁架平面内的单角钢腹杆和双角钢十字形截面腹杆。.无节点板的腹杆计算长度在任意平面内均取其等于几何长度(钢管结构除外)。受拉构件的允许长细比见表。受压构件的允许长细比见表。受拉构件的允许长细比表项次构件名称承受静力荷载或间接承受动力荷载的结构直接承受动力荷载和结构一般建筑结构有重级工作制吊车的厂房桁架的杆件吊车梁或吊车桁架以下的柱间支撑其他拉杆、支撑、系杆等(张紧的圆钢除外)注:.承受静力荷载的结构中可仅计算受拉构件在竖向平面内的长细比。.在直接或间接承受动力荷载的结构中单角钢受拉构件长细比的计算方法与表注相同。.中、重级工作制吊车桁架下弦杆的长细比不宜超过。.在设有夹钳或刚性料耙等硬钩吊车的厂房中支撑(表中第项除外)的长细比不宜超过。.受拉构件在永久荷载与风荷载组合作用下受压时其长细比不宜超过。.跨度等于或大于m的桁架其受拉弦杆和腹杆的长细比不宜超过(承受静力荷载或间接承受动力荷载)或(直接承受动力荷载)。受压构件的允许长细比表项次构件名称允许长细比柱、桁架和天窗架中的杆件柱的缀条、吊车梁或吊车桁架以下的柱间支撑支撑(吊车梁或吊车桁架以下的柱间支撑除外)用以减少受压构件长细比的杆件注:.桁架(包括空间桁架)的受压腹杆当其内力等于或小于承载能力的时允许长细比值可取为。.计算单角钢受压构件的长细比时应采用角钢的最小回转半径但在计算交叉杆件平面外的长细比时可采用与角钢肢边平行轴的回转半径。.跨度等于或大于m的桁架其受压弦杆和端压杆的允许长细比值宜取为其他受压腹杆可取为(承受静力荷载或间接承受动力荷载)或(直接承受动力荷载)。单层厂房阶形柱计算长度的折减系数见表。单层厂房阶形柱计算长度的折减系数表厂房类型折减系数单跨或多跨纵向温度区段内一个柱列的柱子数屋面情况厂房两侧是否有通长的屋盖纵向水平支撑单跨等于或少于个多于个非大型混凝土屋面板的屋面无纵向水平支撑有纵向水平支撑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无纵向水平支撑有纵向水平支撑大型混凝土屋面板的屋面注:有横梁的露天结构(如落锤车间等)其折减系数可采用。摩擦型高强度螺栓中摩擦面抗滑移系数见表。一个高强度螺栓的预拉力见表。摩擦面的抗滑移系数μ表在连接处构件接触面的处理方法构件的钢号Q钢Q钢、Q钢Q钢喷砂(丸)喷砂(丸)后涂无机富锌漆喷砂(丸)后生赤锈钢丝刷清除浮锈或未经处理的干净轧制表面一个高强度螺栓的预拉力P(kN)表螺栓的性能等级螺栓公称直径(mm)MMMMMM级级螺栓或铆钉的允许距离见表。螺栓或铆钉的最大、最小允许距离表名称位置和方向最大允许距离(取两者的较小值)最小允许距离中心间距外排(垂直内力方向或顺内力方向)d或td中间排垂直内力方向d或t顺内力方向构件受压力d或t构件受拉力d或t沿对角线方向中心至构件边缘距离顺内力方向d或td垂直内力方向剪切边或手工气割边d轧制边、自动气割或锯割边高强度螺栓其他螺栓或铆钉d注:.d为螺栓或铆钉的孔径t为外层较薄板件的厚度。.钢板边缘与刚性构件(如角钢、槽钢等)相连的螺栓或铆钉的最大间距可按中间排的数值采用。常见型钢及其组合截面的回转半径的近似值见表。常见型钢及其组合截面的回转半径的近似值表表圆形钢管规格及截面特征见表。圆形钢管规格及截面特征表表直径外径D(mm)壁厚t(mm)截面面积(cm)理论重量(kgm)外表面积(mm)截面特征I(cm)W(cm)i(cm)Ik(cm)Z(cm)(mm)(in)½½注:I毛截面惯性矩W毛截面抵抗矩i回转半径Ik抗扭惯性矩Z截面重心到边缘距离。钢结构计算公式.构件的强度和稳定性计算公式(表)强度和稳定性计算表表.连接计算公式(表)连接计算公式表钢管结构计算.适用于不直接承受动力荷载在节点处直接焊接的钢管桁架结构。钢管外径与壁厚之比不应超过()。轴心受压方管或矩形管的最大外缘尺寸与壁厚之比不应超。.钢管节点的构造应符合下列要求:()主管外径应大于支管外径主管壁厚不应小于支管壁厚。在支管与主管连接处不得将支管穿入主管内。()主管和支管或两支管轴线之间的夹角θi不宜小于°。()支管与主管的连接节点处应尽可能避免偏心。()支管与主管的连接焊缝应沿全周连续焊接并平滑过渡。()支管端部宜用自动切管机切割支管壁厚小于mm时可不切坡口。.支管与主管的连接可沿全周用角焊缝也可部分用角焊缝、部分用对接焊缝支管管壁与主管管壁之间的夹角大于或等于°的区域宜用对接焊缝或带坡口的角焊缝。角焊缝的焊脚尺寸hf不宜大于支管壁厚的两倍。.支管与主管的连接焊缝为全周角焊缝按下式计算但取βf=:角焊缝的有效厚度he当支管轴心受力时取hf。角焊缝的计算长度lw按下列公式计算:()在圆管结构中取支管与主管相交线长度:式中d、di主管和支管外径θi主管轴线与支管轴线的夹角。()在矩形管结构中支管与主管交线的计算长度对于有间隙的K形和N形节点:对于T、Y、X形节点式中hi、bi分别为支管的截面高度和宽度。.为保证节点处主管的强度支管的轴心力不得大于表规定的承载力设计值:支管轴心力的承载力设计值表圆管结构的节点形式见图。图圆管结构的节点形式(a)X形节点(b)T形和Y形受拉节点(c)T形和Y形受压节点(d)K形节点(e)TT形节点(f)KK形节点钢与混凝土组合梁计算组合梁为由混凝土翼板与钢梁通过抗剪连接件组成。翼板可用现浇混凝土板并可用混凝土叠合板或压型钢板。钢与混凝土组合梁计算见表。混凝土翼板的计算宽度(图)be为:be=b+b+b式中b板托顶部的宽度当α<°时按α=°计算板托顶部的宽度当无板托时取钢梁上翼缘的宽度b、b梁外侧和内侧的翼板计算宽度各取梁跨度l的和翼板厚度hc的倍中的较小值。图混凝土翼板的计算宽度混凝土翼板板托钢梁钢与混凝土组合梁计算表

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