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        常见问题

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        钢结构设计常用的计算表

        作者:admin 来源:未知 日期:2019-01-02 10:19:49

        钢结构设计中常用的计算用表大全

        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0℃C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。

        钢结构厂房

        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。

        钢结构设计中常用的钢材的强度设计值(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2-81采用。

        钢材的强度设计值(N/mm²)

        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)

        Q235钢

        ≤16

        215

        125

        325

        >16~40

        205

        120

        >40~60

        200

        115

        >60~100

        190

        110

        Q345钢

        ≤16

        310

        180

        400

        >16~35

        295

        170

        >35~50

        265

        155

        >50~100

        250

        145

        Q390钢

        ≤16

        350

        205

        415

        >16~35

        335

        190

        >35~50

        315

        180

        >50~100

        295

        170

        Q420钢

        ≤16

        380

        220

        440

        >16~35

        360

        210

        >35~50

        340

        195

        >50~100

        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。

        钢结构设计中常用的钢铸件的强度设计值(N/mm²)

        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

        钢结构设计中常用的焊缝的强度设计值(N/mm²)

        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

        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

        >16~40

        205

        205

        175

        120

        >40~60

        200

        200

        170

        115

        >60~100

        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

        >16~35

        295

        295

        250

        170

        >35~50

        265

        265

        225

        155

        >50~100

        250

        250

        210

        145

        自动焊、半自动焊和E55型焊条的手工焊

        Q390钢

        ≤16

        350

        350

        300

        205

        220

        >16~35

        335

        335

        285

        190

        >35~50

        315

        315

        270

        180

        >50~100

        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

        >16~35

        360

        360

        305

        210

        >35~50

        340

        340

        290

        195

        >50~100

        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《低合金钢埋弧焊用焊剂》GB/T 12470中相关的规定;

        2.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。
        3.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;



        钢结构设计中常用的螺栓连接的强度设计值(N/mm²)

        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

        170

        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

        -

        -

        530

        -

        -

        -

        615

        Q420钢

        -

        -

        425

        -

        -

        560

        -

        -

        -

        655

        注:1.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 50205的要求。
        2.A级螺栓用于d≤24mm和l≤10d或l≤150mm(按较小值)的螺栓;B级螺栓用于d>24mm或l>10d或l>150mm(按较小值)的螺栓。d为公称直径,l为螺杆公称长度;


        钢结构设计中常用的铆钉连接的强度设计值(N/mm²)

        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

        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。

        钢结构设计

        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0.6+0.0015δ,但不大于1.0:

        短边相连的不等边角钢0.5+0.0025δ,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δ<20时,取δ=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。


        钢结构设计中常用的钢材和钢铸件的物理性能指标

        弹性模量E

        (N/mm²)

        剪变模量G

        (N/mm²)

        线膨胀系数α

        (以每℃计)

        质量密度ρ

        (kg/m³)

        206×103

        79×103

        12×10-6

        7850

        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2-83所列的容许值。

        受弯构件挠度允许值

        项次

        构件类别

        挠度允许值

        [νT]

        [νQ]

        1

        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)

        (1)手动吊车和单梁吊车(含悬挂吊车)

        (2)轻级工作制桥式吊车

        (3)中级工作制桥式吊车

        (4)重级工作制桥式吊车

        l/500

        l/800

        l/1000

        l/1200


        2

        手动或电动葫芦的轨道梁

        l/400


        3

        有重轨(重量等于或大于38kg/m)轨道的工作平台梁

        有轻轨(重量等于或大于24kg/m)轨道的工作平台梁

        l/600

        l/400


        4

        楼(屋)盖梁或桁架,工作平台梁(第3项除外)和平台板

        (1)主梁或衔架(包括设有悬挂起重设备的梁和桁架)

        (2)抹灰顶棚的次梁

        (3)除(1)、(2)款外的其他梁(包括楼梯梁)

        (4)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

        (5)平台板

        l/400

        l/250

        l/250

        l/150

        l/200

        l/200

        l/150

        l/500

        l/350

        l/300

        5

        墙架构件(风荷载不考虑阵风系数)

        (1)支柱

        (2)抗风桁架(作为连续支柱的支承时)

        (3)砌体墙的横梁(水平方向)

        (4)支承压型金属板、瓦楞铁和石棉瓦墙面的横梁(水平方向)

        (5)带有玻璃窗的横梁(竖直和水平方向)

        l/200

        l/400

        l/1000

        l/300

        l/200

        l/200

        注:1.l为受弯构件的跨度(对悬臂梁和伸臂梁为悬伸长度的2倍)。

        2.[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。

        钢结构设计中常用的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。

        1.无桥式吊车的单层框架的柱顶位移H/150

        2.有桥式吊车的单层框架的柱顶位移H/400

        3.多层框架的柱顶位移H/500

        4.多层框架的层间相对位移h/400

        H为自基础顶面至柱顶的总高度;h为层高。

        钢结构设计中常用的桁架弦杆和单系腹杆的计算长度l0

        项次

        弯曲方向

        弦杆

        腹杆

        支座斜杆和支座竖杆

        其他腹杆

        1

        在桁架平面内

        l

        l

        0.8l

        2

        在桁架平面外

        l1

        l

        l

        3

        斜平面

        -

        l

        0.9l

        注:1.l为构件的几何长度(节点中心间距离);l1为桁架弦杆侧向支承点之间的距离。

        2.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。

        3.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)。


        钢结构设计中常用的受拉构件的允许长细比

        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

        1

        桁架的杆件

        350

        250

        250

        2

        吊车梁或吊车桁架以下的柱间支撑

        300

        200

        -

        3

        其他拉杆、支撑、系杆等(张紧的圆钢除外)

        400

        350

        -

        注:1.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。

        2.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2-86注2相同。

        3.中、重级工作制吊车桁架下弦杆的长细比不宜超过200。

        4.在设有夹钳或刚性料耙等硬钩吊车的厂房中,支撑(表中第2项除外)的长细比不宜超过300。

        5.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250。

        6.跨度等于或大于60m的桁架,其受拉弦杆和腹杆的长细比不宜超过300(承受静力荷载或间接承受动力荷载)或250(直接承受动力荷载)。

        受压构件的允许长细比

        项次

        构件名称

        允许长细比

        1

        柱、桁架和天窗架中的杆件

        150

        柱的缀条、吊车梁或吊车桁架以下的柱间支撑

        2

        支撑(吊车梁或吊车桁架以下的柱间支撑除外)

        200

        用以减少受压构件长细比的杆件

        注:1.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50%时,允许长细比值可取为200。

        2.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。

        3.跨度等于或大于60m的桁架,其受压弦杆和端压杆的允许长细比值宜取为100,其他受压腹杆可取为150(承受静力荷载或间接承受动力荷载)或120(直接承受动力荷载)。

        钢结构设计中常用的单层钢结构厂房阶形柱计算长度的折减系数

        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6个

        -

        -

        0.9

        多于6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

        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

        无纵向水平支撑

        有纵向水平支撑

        0.7

        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0.9。


        钢结构设计中常用的摩擦面的抗滑移系数μ

        在连接处构件接触面的处理方法

        构件的钢号

        Q235钢

        Q345钢、Q390钢

        Q420钢

        喷砂(丸)

        0.45

        0.50

        0.50

        喷砂(丸)后涂无机富锌漆

        0.35

        0.40

        0.40

        喷砂(丸)后生赤锈

        0.45

        0.50

        0.50

        钢丝刷清除浮锈或未经处理的干净轧制表面

        0.30

        0.35

        0.40

        一个高强度螺栓的预拉力P(kN)

        螺栓的性能等级

        螺栓公称直径(mm)

        M16

        M20

        M22

        M24

        M27

        M30

        8.8级

        80

        125

        150

        175

        230

        280

        10.9级

        100

        155

        190

        225

        290

        355


        钢结构设计中常用的螺栓或铆钉的最大、最小允许距离

        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)

        8d0或12t

        3d0

        中间排

        垂直内力方向

        16d0或24t

        顺内力方向

        构件受压力

        12d0或18t

        构件受拉力

        16d0或24t

        沿对角线方向

        -

        中心至构件边缘距离

        顺内力方向

        4d0或8t

        2d0

        垂直内力方向

        剪切边或手工气割边

        1.5d0

        轧制边、自动气割或锯割边

        高强度螺栓

        其他螺栓或铆钉

        1.2d0

        注:1.d0为螺栓或铆钉的孔径,t为外层较薄板件的厚度。

        2.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。

        以上对钢结构设计常用的计算表做了一个简单的总结,石家庄摩荻钢结构工程设计有限公司专业承接钢结构设计,(可以设计门钢、框架、网架、网壳、轻钢别墅、空间结构),施工,预算,拆图,效果图。厂房,框架办公楼,钢结构别墅,农村自建房,桁架结构。设计蓝图盖章服务。

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        标签:钢结构设计 钢结构厂房

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