钢结构计算2-5-1 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 C但高于-20 C时，Q235钢和Q345钢应具有0 C C冲击韧性的合格保证；对Q390钢和Q420钢应具有-20 C冲击韧性的合格保证。

当结构工作温度等于或低于-20C时，对Q235钢和Q345钢应具有-20C冲击韧性的合格保证；对Q390钢和Q420钢应具有-40 C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-20C时，对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 C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2-81 采用。

钢材的强度设计值（N/mm2）表2-77钢铸件的强度设计值（N/mm2）表2-78焊缝的强度设计值（N/mm2）表2-79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•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f c w，抗弯受拉区强度设计值取f t w。

螺栓连接的强度设计值（N/mm2）表2-80d>24mm或l> 10d或I> 150mm （按较小值）的螺栓。

d为公称直径，I为螺杆公称长度;2. 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。

铆钉连接的强度设计值（N/mm2）表2-81注：11）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2）按轴心受压计算稳定性等边角钢短边相连的不等边角钢长边相连的不等边角钢0.85;0.6+ 0.00155,但不大于1.0: 0.5+ 0.00255,但不大于1.0;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5V20 时，取5= 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。

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表2-832. [ T]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；[Q]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。

1.无桥式吊车的单层框架的柱顶位移H/1502•有桥式吊车的单层框架的柱顶位移H/4003. 多层框架的柱顶位移H/5004. 多层框架的层间相对位移h/400H为自基础顶面至柱顶的总高度；h为层高。

注：1•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。

2•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2-84桁架弦杆和单系腹杆的计算长度I o表2-84注：1. I为构件的几何长度（节点中心间距离）；l i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）受拉构件的允许长细比见表2-85。

受压构件的允许长细比见表2-86受拉构件的允许长细比表2-85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表2-86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 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）。

单层厂房阶形柱计算长度的折减系数见表 2-87。

单层厂房阶形柱计算长度的折减系数表2-87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。

摩擦型高强度螺栓中摩擦面抗滑移系数见表 2-8 8。

一个高强度螺栓的预拉力 见表2-89。

摩擦面的抗滑移系数卩表2-88一个高强度螺栓的预拉力 P （kN ） 表2-8950%时，允许螺栓或铆钉的允许距离见表2-90。

螺栓或铆钉的最大、最小允许距离表2-90注：1. d o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。

常见型钢及其组合截面的回转半径的近似值见表2-91。

常见型钢及其组合截面的回转半径的近似值表表2-91圆形钢管规格及截面特征表表2-92直径外径D（mm）壁厚t（mm）截面面积（cm2）理论重量（kg/m）外表面积（m2/m）截面特征I（cm4）W（cm3）i（cm）I k（cm4）Z o（cm）（mm）（in）—0珈iy=0 5册y f.i^QA2h"0 44人h=032tf^0 30AG-017fi« MF r^pb iwh=0.39ft如=0.2站I2HE（T"043A iy»O.24th岖35Air=056frfx-Q365/I ^-0.2756^-O21A/y*02l6h・02Uiiy=Q.2\bi~~i=#-T毋一J>0.40A孙=02铀J=0.2Wh-0,37^h^）45bAO吕轴d+D___ < h»0.37A孑_ <-=0.44ft—占・山*（V _rnLJ—r-1L」丄血P3弗r“0 530"0.4 站h -0.24*圆形钢管规格及截面特征见表2-92。

Zo ---- 截面重心到边缘距离。

2-5-2钢结构计算公式1 •构件的强度和稳定性计算公式（表2-93）强度和稳定性计算表表2-93热轧T 形钢：(15 + 0.2A)焊接T形钢：(13 + 0-17A)(6)弯矩使腹板自由边受压的圧弯构件当1.0 时15当a°〉l.()时18(9)圆管戴面受压构件，其径与』厚之比不应超过100 (235//y)注；表中符号N——軸心拉力或轴心压力：A 4 ---- 净載面面积:f—钢材的抗拉、抗压、抗弯强度设计值*斤一在节点或拼接处，构件一端连接的斋强度螺桂数；g——所计算截面（最外列螺栓赴）上高强度螺检#6A—构仲的毛截面面积*申——轴心受压构件的稳定系数（取截面两主轴稳定系数中的较小者）；A——啊材的屈眼强度；My——绕工轴、$轴的弯矩：——对h轴、'轴的净截面抵抗拒*人、％—戴面塑性发展系数U字形IftiM y x-i+05t y疔i.2g对箱形截面7,-1.05）；V—计算載面沿腹板平面作用的剪力；S——计算剪应力处以上毛战面对申和轴的面积矩；I——毛截面惯性矩卡如——腹板厚度；人——钢材的抗剪强度设计值莓F—集中荷戰’对动力商载应考虑动力系数卡0——集中荷譏増大系数.对盧级工作制吊车樂0二1门5,其他梁0=1卫；/,——集中荷載在腹板计算高度上边缘的假定分布长度；W y——按受压舒维确定的对工轴、，辘毛戡面抵抗矩；轨——绕强轴弯曲所确罡的梁整体龜宦系数；加一腹板的计算高度*4——在弯矩作曲平面内的轴心受压构件稳定系数；仏爲——尊效弯矩系数；w lx——弯矩作用平面内较大受压纤维的毛截面抵抗矩：Nd—参数，N E K= ff：EA/ （1-lAi）;伽——弯矩柞用平面外的轴心受压构件穗定系数；抄一梁的整体稳定系数；0匕、％--- 等效弯矩系数辛g卩如——均习弯曲的受弯构件整休稳定性系数；h—分肢X分肢2对$轴的惯性矩；力、力——My作用的主岫平面至分肢4分肢2轴线的距离；人一构件两方向怏闕比的较大值；—腹板计算高度边缘的最大压应力，计算时不考虑构件的穩定系数和截面眾性发展系数;口站——腹扳计算高度另一边缘相应的应力.压应力取正值.拉应力取负值灯2 •连接计算公式（表2-94）连接计算公式表2-94注：表中持号N —軸向拉力或压力：2一痒魅怏度申£——在对接接头中为连接件的较小厚度；在T 形接头中为腹橈厚度；只、宾一对接焊縫的抗拉、抗压强度设计值1杠一按焊U 有效截面（九2 计算，垂直于焊樓长度方向的应力匚tr f 一-按焊囊有效截面计鼻.沿焊缝股度方向的剪应力'A.—删缝的计算厚度.对直角荊焊獰尊于0.7A b h,为焊御尺寸：5—祷焊魅的计算长度.对每条焊驢取其实际长度减去2h Ct f?——肃焊縫的强度设汁值；B —正面角焊缱的趣度设计值堆大系数，顒受粹力荷载和间接承受动力荷载的结构^=1.22；对直接承 受动力荷載的第构^=1.Oj«v 一受剪面ftRsd ——螺程杆直径；^叭一蟒钉孔亶轻；血一同一受力方向的砥压构件总厚度的较小值’九A —螺栓的抗剪和承压邊度设计值* 負、/；——娜钉的抗剪和承压遏度设计値*札—普通媒栓或锚栓在螺纹处的有敷直径；於、斤/；——普通蠟栓、锚栓*柳钉的抗拉强度设计値¥g M —毎个普通繰栓、懈钉或承压型高强度螺栓阮承受的剪力和应力；N\毎牛普通博栓或承压型高强度螺栓的受剪、受拉杓承压承報力设计值*W N ：、N[——毎个携钉的受紳、受拉和承伍承載力设计值孑n —传力摩攥面数目i尸一摩攥面的抗臂移系数；P —每个髙强度螺栓的预应力。