钢管截面特性计算
避雷针计算书
设计条件：1.计算依据《钢结构设计规范》 《变电站建筑结构设计技术规定》 《建筑地基基础设计规范》 《建筑结构荷载规范》 《建筑抗震设计规范》 《变电构架设计手册》 2．独立避雷针荷载计算： H=35m ， 第一段高度 h 1=7300mm, 采用钢管Φ 第二段高度 h 2=7000mm, 采用钢管Φ 第三段高度 h 3=7000mm, 采用钢管Φ 第四段高度 h 4=7000mm, 采用钢管Φ 第五段高度 h 5=2400mm, 采用钢管Φ 第六段高度h 6=1950mm, 采用钢管Φ 第七段高度 h 7=1600mm, 采用钢管Φ 第八段高度 h 5=1050mm, 采用钢管Φ按各段高度及外径求得加权平均外径为：D=(7300×535+7000×440+7000×340+7000× 240+2400×152+1950×133+1600×114+1050×95)÷(7300+7000×3+2400+1950+1600+1050)=339mm (实际取用 364mm 偏于安全) 风荷载计算：按《建筑结构荷载规范》 (GB 50009-2001 )( 2006版)查得ω 0=0.60kN/m 2， 风荷载标准值 ：ω k =βz. μ s . μ z . ω0风振系数：单钢管柱 (h>8m), β z =2.0 风压高度变化系数μ z ： h=35m 查《建筑结构荷载规范》 (GB50009-2001 )表 7.2.1( B 类)插值得： μ z =1.42+(1.56-1.42) ×5÷ (40-30)=1.4922风荷载体型系数μ s ：μ z ω 0.d =1.49× 0.60× 0.364 =0.118>0.015 ，取μ s =+0.62ωk =βz .μs . μz . ω 0=2.0×0.6× 1.49× 0.60=1.073kN/m作用于各段钢管的风荷载标准值：第一段钢管Φ 580/Φ 490x10， q 1= ω k xD=1.073 ×0.535=0.574 kN/m 第二段钢管Φ 490/Φ390x8，q 2=ω k xD=1.073 × 0.44=0.472 kN/m第三段钢管Φ 390/Φ290x8，q 3=ω k xD=1.073 × 0.34=0.365 kN/m 第四段钢管Φ 290/Φ190x6，q 4=ωkxD=1.073 × 0.24=0.258 kN/m避雷针计算GB50017-2003 NDGJ96-92 GB 50007-2002GB 50009-2001 (2006 年版) GB 50011-2008580/Φ 490x10，平均直径Φ 535，N=9.5 kN490/Φ 390x8，平均直径Φ 440， N=6 kN 390/Φ 290x7，平均直径Φ 340，N=5 kN290/Φ 190x6，平均直径Φ 240， N=2.5 kN 152x4， N=0.5 kN133x4， N=0.4 kN114x4， N=0.3 kN95x3， N=0.2 kN第五段钢管Φ152x4，q5=ωk xD=1.073 ×0.152=0.163 kN/m第六段钢管Φ133x4，q6=ωk xD=1.073 ×0.133=0.143 kN/m第七段钢管Φ114x4，q7= ω k xD=1.073 ×0.114=0.122 kN/m第八段钢管Φ95x3，q8=ωk xD=1.073 ×0.095=0.102 kN/m 、内力分析各段钢管底风荷载标准值：1) 剪力第八段钢管Q k8=0.102 × 1.05=0.107 kN第七段钢管Q k7=0.107+0.122 × 1.60=0.107+0.195=0.302 kN第六段钢管Q k6=0.302+0.143 × 1.95=0.302+0.279=0.581 kN第五段钢管Q k5=0.581+0.163 × 2.40=0.581+0.391=0.972 kN第四段钢管Q k4=0.972+0.258 × 7=0.972+1.806=2.778 kN第三段钢管Q k3=2.778+0.365 × 7=2.778+2.555=5.333 kN第二段钢管Q k2=5.333+0.472 × 7=5.333+3.304=8.637 kN第一段钢管Q k1=8.637+0.574 × 7.3=8.637+4.19=12.827 kN2) 弯矩第八段钢管M k8=0.5 ×1.05× 0.107=0.056 kNm第七段钢管M k7=0.056+0.107×1.6+0.5×1.6×0.195=0.056+0.171+0.156=0.383 kNm第六段钢管M k6=0.056+0.107×( 1.6+1.95) +0.156+0.195 × 1.95+0.5×1.95× 0.279=0.056+0.38+0.156+0.38+0.272=1.244 kNm第五段钢管M k5=0.056+0.107×(1.6+1.95+2.40)+0.156+0.195×( 1.95+2.40) +0.272+0.279 ×2.40+0.5×2.4× 0.391=0.056+0.637+0.156+0.85+0.272+0.67+0.469=3.574 kNm 第四段钢管M k4=0.056+0.107×(1.6+1.95+2.40+7)+0.156+0.195×( 1.95+2.40+7) +0.272+0.279 ×(2.40+7)+ 0.469+0.391 ×7+0.5×7×1.806=0.056+1.386+0.156+2.213+0.272+2.623+0.469+2.734+6.321=16.23 kNm第三段钢管M k3=0.056+0.107×(1.6+1.95+2.40+7+7 )+0.156+0.195×(1.95+2.40+7+7) +0.272+0.279 ×(2.40+7+7)+ 0.469+0.391 ×(7+7)+6.321+1.806 × 7+0.5 ×7×2.555=0.056+2.135+0.156+3.578+0.272+4.576+0.469+5.474+6.321+12.642+8.943=44.622 kNm第二段钢管M k2=0.056+0.107 ×( 1.6+1.95+2.40+7+7+7 )+0.156+0.195×( 1.95+2.40+7+7+7 )+0.272+0.279 × (2.40+7+7+7)+ 0.469+0.391 ×( 7+7+7) +6.321+1.806 ×(7+7)+8.943+2.555 × 7+0.5×7×3.304=0.056+2.884+0.156+4.943+0.272+6.529+0.469+8.211+6.321+25.284+8.943+17.885+11.564=95.517 kNm第一段钢管M k1=0.056+0.107×( 1.6+1.95+2.40+7+7+7+7.3 )+0.156+0.195 ×(1.95+2.40+7+7+7+7.3 )+0.272+0.279 × (2.40+7+7+7+7.3)+ 0.469+0.391 ×( 7+7+7+7.3 )+6.321+1.806×(7+7+7.3)+8.943+2.555 ×( 7+7.3 )+11.564+3.304×7.3+0.5×7.3×4.19=0.056+3.665+0.156+6.367+0.272+8.565+0.469+11.065+6.321+38.468+8.943+36.537 +11.564+24.119+15.294=171.862 kNm3）轴力第八段钢管N k8=0.2kN第七段钢管N k7=0.2+0.3=0.5kN第六段钢管N k6=0.5+0.4=0.9kN第五段钢管N k5=0.9+0.5=1.4kN第四段钢管N k4=1.4+2.5=3.9kN第三段钢管N k3=3.9+5=8.9kN第二段钢管N k2=8.9+6=14.9kN第一段钢管N k1=14.9+9.5=24.4kN三、钢管截面特性计算（按平均截面计算）第一段钢管Φ 580/Φ 490x10, 平均直径Φ 535 的截面特性I x=I y=π(d4-d41)/64=3.141592 ×(5354-5154)÷64=568453891.8mm4W x=W y=π(d4-d41)/(32d)=3.141592 ×(5354-5154)÷(32×535)=2125061.3mm3i x=i y=(d2+d21)0.5/4=(535 2+515 2)0.5÷ 4=185.7mm185.8A=π(d2-d21) /4=3.141592×(5352-5152) ÷4=16493.3 mm2第二段钢管Φ 490/Φ 390x8, 平均直径Φ 440 的截面特性I x=I y=π(d4-d41)/64=3.141592 ×(4404-4244)÷64=253366931.8mm4W x=W y=π(d4-d41)/(32d)=3.141592 ×(4404-4244)÷(32×440)=1151667.9mm3i x=i y=(d2+d21)0.5/4=(440 2+424 2)0.5÷ 4=152.8mmA=π(d2-d21) /4=3.141592×(4402-4242) ÷4=10857.3 mm2第三段钢管Φ 390/Φ 290x8, 平均直径Φ 340 的截面特性I x=I y=π(d4-d41)/64=3.141592 ×(3404-3244)÷64=115031326.3mm4W x=W y=π(d4-d41)/(32d)=3.141592 ×(3404-3244)÷(32×340)=676654.9mm3i x=i y=(d2+d21)0.5/4=(340 2+324 2)0.5÷ 4=117.4mmA=π(d2-d21) /4=3.141592 ×(3402-3242) ÷4=8344.1 mm2第四段钢管Φ 290/Φ 190x6, 平均直径Φ 340 的截面特性I x=I y=π(d4-d41)/64=3.141592 ×(2404-2284)÷64=30209536.1mm4W x=W y=π(d4-d41)/(32d)=3.141592 ×(2404-2284)÷(32×240)=251746.1mm3i x=i y=(d2+d21)0.5/4=(240 2+228 2)0.5÷ 4=82.8mmA=π(d2-d21) /4=3.141592 ×(2402-2242) ÷4=5830.8 mm2第五段钢管Φ 152×4 截面特性I x=I y=π(d4-d41)/64=3.141592 ×(1524-1444)÷64=5095913.6mm4W x=W y=π(d4-d41)/(32d)=3.141592 ×(1524-1444)÷(32×152)=67051.5mm3i x=i y=(d2+d21)0.5/4=(152 2+144 2)0.5÷ 4=52.3mmA=π(d2-d21) /4=3.141592 ×(1522-1442) ÷4=1859.8 mm2第六段钢管Φ 133x4 截面特性I x=I y=π(d4-d41)/64=3.141592 ×(1334-1254)÷64=3375252.6mm4W x=W y=π(d4-d41)/(32d)=3.141592×(1334-1254)÷(32x133)=50755.7mm 3i x=i y=(d2+d21)0.5/4=(133 2+125 2)0.5÷ 4=45.6mmA=π(d2-d21) /4=3.141592 ×(1332-1252) ÷4=1621 mm2第七段钢管Φ 114x4 截面特性I x=I y=π(d4-d41)/64=3.141592 ×(1144-1064)÷64=2093494.1mm 4W x=W y=π(d4-d41)/(32d)=3.141592 ×(1144-1064)÷(32×114)=36728mm3 i x=iy=(d2+d21)0.5/4=(1142+1062)0.5÷4=38.9mmA=π(d2-d21) /4=3.141592×(1142-1062) ÷4=1382.3 mm2第八段钢管Φ 95x3 截面特性I x=I y=π(d4-d41)/64=3.141592 ×(954-894)÷64=918345.5mm4W x=W y=π(d4-d41)/(32d)=3.141592×(954-894)÷(32×95)=193333.6mm 3 i x=iy=(d2+d21)0.5/4=(952+892)0.5÷4=32.5mmA=π(d2-d21) /4=3.141592×(952-892) ÷4=867.1mm 2四、强度验算第一段钢管N/A+M x/(γx W x)=1.2×24.4×1000÷16493.3+1.4×171.862×1000000÷(1.15×2125061.3)=1.78+98.46=100.24N/m m 2<215×0.7=150.5 N/mm2N/A-M x/(γx W x)=24.4 ×1000÷16493.3-1.4×171.862×1000000÷(1.15×2125061.3)=1.48-98.46=-96.98N/m m 2<215 ×0.7=150.5 N/mm 2第二段钢管N/A+M x/(γx W x)=1.2×14.9×1000÷10857.3 +1.4 ×95.517 ×1000000÷(1.15×1151667.9)=1.65+100.97=102.61N/m m 2<215 ×0.7=150.5 N/mmN/A-M x/(γx W x)= 14.9×1000÷10857.3 -95.517 ×1000000 ÷(1.15×1151667.9)=1.37-72.12=-70.75N/m m 2<215 × 0.7=150.5 N/mm 2 第三段钢管N/A+M x/(γx W x)= 1.2×8.9×1000÷8344.1 +1.4 ×44.622 ×1000000÷(1.15×676654.9)=1.28+80.28=81.56N/m m 2<215 ×0.7=150.5 N/mm N/A-M x/(γx W x)= 8.9×1000÷8344.1 -44.622×1000000÷(1.15×676654.9)=1.07-57.34=-56.27N/m m 2<215 ×0.7=150.5 N/mm 第四段钢管N/A+M x/(γx W x)= 1.2×3.9×1000÷5830.8 +1.4×16.23×1000000÷(1.15×251746.1)=0.8+78.48=79.28N/m m 2<215×0.7=150.5 N/mm N/A-M x/(γx W x)= 3.9×1000÷5830.8 -16.23×1000000÷(1.15×251746.1)=0.67-56.06=-55.39N/m m 2<215 ×0.7=150.5 N/mm 2第五段钢管N/A+M x/(γx W x)= 1.2×1.4×1000÷1859.8 +1.4×3.574×1000000÷(1.15×67051.5)=0.9+64.89=65.79N/m m 2<215×0.7=150.5 N/mm 2N/A-M x/(γx W x)= 1.4×1000÷1859.8-1.4×3.574×1000000÷(1.15×67051.5)=0.75-64.89=-64.14N/m m 2<215 ×0.7=150.5 N/mm 2第六段钢管N/A+M x/(γx W x)= 1.2×0.9×1000÷1621+1.4×1.244×1000000÷(1.15×50755.7)=0.67+29.84=30.51N/m m 2<215 ×0.7=150.5 N/mm 2 N/A-M x/(γx W x)= 0.9×1000÷1621-1.4×1.244×1000000÷(1.15×50755.7)=0.56-29.84=-29.28N/m m 2<215 ×0.7=150.5 N/mm 2第七段钢管N/A+M x/(γx W x)= 1.2×0.5×1000÷1382.3+1.4×0.383×1000000÷(1.15×36728)=0.43+12.69=13.12N/m m 2<215 ×0.7=150.5 N/mm 2 N/A-M x/(γx W x)= 0.5×1000÷1382.3-1.4×0.383×1000000÷(1.15×36728)=0.36-12.69=-12.33N/m m 2<215 ×0.7=150.5 N/mm 2第八段钢管设计值作用下：N/A+M x/(γx W x)= 1.2×0.2×1000÷1382.3+1.4×0.383×1000000÷(1.15×36728)=0.17+12.69=12.86N/m m 2<215 ×0.7=150.5 N/mm 2 N/A-M x/(γx W x)= 0.2×1000÷1382.3-1.4×0.383×1000000÷(1.15×36728)=0.14-12.69=-12.55N/m m 2<215 ×0.7=150.5 N/mm 2设计值作用下：N/A+M x/(γx W x)= 1.2×0.2×1000÷1382.3+0.383×1000000÷(1.15×36728)=0.17+9.07=9.24N/mm 2<80 N/mm 2N/A-M x/(γx W x)= 0.2×1000÷1382.3-1.4×0.383×1000000÷(1.15×36728)=0.14-12.69=-12.55N/mm 2<80 N/mm 2五、稳定性验算第一段钢管1）平面内的稳定性等效长度计算系数 K=1+M 1/M 2=1+95.517÷171.862=1.556注： (M 1为钢管上部弯矩； M 2为钢管下部弯矩 )x =Kl/i x =1.556×7300÷185.7=61.17<150,查得φx =0.815N 'Ex2EA /(1.1 2x ) 3.1415922 206000 16493.3/(1 .1 61.172) 81471312）平面外的稳定性2) 平面外的稳定性N tx M x 1.2 14900 1.4 1.0 95.517 1000000tx x0.7 2.10 81.27φx A φb W 1x 0.785 10857.3 1.0 1151667.9 83.37kN / m 215kN /m第三段钢管1）平面内的稳定性 等效长度计算系数 注： （M 1为钢管上部弯矩； M 2为钢管下部弯矩 ）mxMx φ A Nφx Ax W 1x (1 0.8 ' ) x 1xNE ' x1.2 24400 1.4 1.0 171.862 10000002.18 98.74100.92kN / m 0.815 16493.3215kN /m1.15 2125061.3 (1 0.8 1.2 24400 )8147131 )φx AtxM xφb W1x1.2 24400 0.815 16493.3 81.43kN /m 215kN /m0.7 1.4 1.0171.862 1000000 2.18 79.251.0 2125061.3第二段钢管1）平面内的稳定性等效长度计算系数K=1+M 1/M 2=1+44.622÷95.517=1.467注： （M 1为钢管上部弯矩； M 2为钢管下部弯矩 ）x =Kl/i x =1.467x7000 ÷ 152.8=67.21<150,查得φx =0.785N 'Ex 2EA /(1.1 x 2) 3.1415922 206000 10857.3 /(1.1 67.212 ) 4442507 NmxM x 1.2 14900φx A x W 1x (1 0.8 N ' ) 0.785 10857.3 x 1x NE 'x2.10 101.3 103.4kN /m 215kN /m1.4 1.0 95.517 10000001.2 149001.15 1151667.9 (1 0.8 )4442507K=1+M 1/M 2=1+16.23/44.622=1.36x =Kl/i x =1.36x7000 ÷ 117.4=81.09<150,查得φx =0.704N 'Ex 2EA/(1.1 2x ) 3.1415922 206000 8344.1 /(1.1 81.092) 2345411NmxMx1.2 8900 1.4 1.0 44.622 1000000φx Ax W 1x (10.8 N ' ) 0.704 8344.11.15 676654.9 (1 0.81.2 8900) N E 'x23454111.82 80.57 82.39kN /m215kN /m2)平面外的稳定性N tx M x 1.2 8900 0.7 1.4 1.044.622 100000064.61.82φx A φb W 1x 0.704 8344.1 1.0 676654.966.42kN /m 215kN /m第四段钢管1) 平面内的稳定性等效长度计算系数 K=1+M 1/M 2=1+3.574 ÷ 16.23=1.22 注： (M 1为钢管上部弯矩； M 2为钢管下部弯矩 )x =Kl/i x =1.22x7000 ÷ 82.8=103.14<150,查得φx =0.56364.37kN/m 215kN /m根据上述结构计算，第五、第六、第七、第八段平面内及平面外都满足要求。
钢管支架计算书630
钢管支架计算书天津海河大桥钢箱梁吊装时，需在M19节段吊装过程中搭设钢管移动支架，下面根据支架搭设方案进行计算：1、荷载计算M19节段重量为187.08T,整体受力。
2、计算钢管支架的轴力据提供的数据：P总=1870.8KN，钢管支架自重为450KN，则最下面钢管所承受的最大轴力为：N=2320.8KN,取N=2400KN进行控制计算3、验算钢管的强度（4Φ720，D=10MM）钢管支架的强度验算由下式计算：N/Am<[б]б=N/Am =2400/（4×223）=2.69KN/cm2 б=N/Am=2400/（4×194.7）=3.08KN/cm2而[б]=170Mpa=17 KN/cm2，故安全。
4、整体稳定性验算钢管支架的整体稳定性由下式计算：N/Am<ψ[б](1)截面力学特性（如下图）钢管支架截面力学特性计算图（尺寸单位：cm）如图所示，立柱由4Φ720，d=10mm的钢管组成，查表有A m =223cm2,IX/=140579.2cm4 Am=194.7cm2,IX/=93639.59cm4I X =4×(IX/+Am×r22)=4×(140579.2+3102×223) =86283516.8cm4I X =4×(IX/+Am×r22)=4×(93639.59+3102×194.7) =75217238cm4（2）：计算整体稳定性折减系数计算构件的长细比λh：由《钢结构设计手册》查得格构式压弯杆件的长细比计算公式：λh =(λ2+27Ad/Aq)1/2 λh=(λ2+27Ad/Aq)1/2λ0 =L/i=3600/25.1=143.42 λ=L/i=3600/21.93=164.16 26948.505651273.76 Ad =1218.4cm2 Ad=83390.66cm235887.76 Aq =2×4800=864cm2 Aq=71706.72cm2代入计算有λh =143.4 代人计算有λh=164.2查《钢结构设计手册》附表，得ψ1=0.339 ψ1=0.273(3)立柱的整体稳定性验算由公式有：N/Am<ψ[б]б=N/Am =2400/（4×223）=2.69KN/cm2 б=N/Am=2400/（4×194.7）=3.08KN/cm2ψ[б]=0.273×170=46.4Mpa=4.6KN/cm2而ψ[б]=0.339×170=57.6Mpa=5.6KN/cm2，故安全。
BS EN 10210-2：2006 非合金和细晶粒结构钢的热精加工结构空心型材 第2部分 公差,尺寸和分段特性(中译版)
非定尺长 度 近似长度 精确长度
a
制造商应在询价及订货时应明确要求的长度类型及长度范围或长度。 选项 2.1 近似长度的公差应为+150/0mm c 常用长度为 6m 和 12m
b
表 4 埋弧焊管内外毛刺高度公差 尺寸单位：mm 壁厚，T ≤14.2 ＞14.2 最大毛刺高度 3.5 4.8
7 尺寸及形状测量 7.1 总则 所有外部尺寸，包括椭圆度，都应从距管端起不少于 D（圆管） ，B（方管）或 H（矩形管及 椭圆管）的位置测量，且最少距管端 100mm。 7.2 外径 结构圆管外径 D 及椭圆管外径（B 和 H）应使用游标卡尺直接测量或是使用周长尺测量，由 制造商决定。 方矩管测量 B 和 H 的极限截面位置见图 1 所示。 7.3 壁厚 焊管的壁厚（T）应从距焊缝不少于 2T 处的位置进行测量。 方矩管壁厚测量的极限横截面位置见图 1 所示。 注：壁厚通常在距管端一半外径或长边一半边长的范围内进行测量。
另外，钢管每米弯曲度不可超过 3mm。
图 8—弯曲度测量 8 尺寸及截面特性 EN 10210 本部分范围内的按照本标准尺寸公差制造的用于结构设计的空心型钢其公称截面 特性应根据附录 A 的公式计算。 表 B.1 给出了热轧空心型钢圆管在一定尺寸标准范围内的截面特性值， 表 B.2 为方管， 表 B.3 为矩形管，表 B.4 为椭圆管。上述表内的截面特性值均是根据附录 A 中的公式计算得出。 注：并不是所有的制造商均能够制造出表 B.1，B.2，B.3 及 B.4 中列出的所有品规，用户应 事先对可行性进行确认。本标准覆盖的其它尺寸和壁厚可能在生产能力范围内。
EN 10210-2:2006
非合金及细晶粒钢热轧结构钢管
第二部分—公差，尺寸及截面特性
钢管力学性能
钢管力学性能力学性能钢材力学性能是保证钢材最终使用性能（机械性能）的重要指标，它取决于钢的化学成分和热处理制度。
在钢管标准中，根据不同的使用要求，规定了拉伸性能（抗拉强度、屈服强度或屈服点、伸长率）以及硬度、韧性指标，还有用户要求的高、低温性能等。
①抗拉强度（σb）试样在拉伸过程中，在拉断时所承受的最大力（Fb），出以试样原横截面积（So）所得的应力（σ），称为抗拉强度（σb），单位为N/mm2（MPa）。
它表示金属材料在拉力作用下抵抗破坏的最大能力。
计算公式为：式中：Fb--试样拉断时所承受的最大力，N（牛顿）； So--试样原始横截面积，mm2。
②屈服点（σs）具有屈服现象的金属材料，试样在拉伸过程中力不增加（保持恒定）仍能继续伸长时的应力，称屈服点。
若力发生下降时，则应区分上、下屈服点。
屈服点的单位为N/mm2（MPa）。
上屈服点（σsu）：试样发生屈服而力首次下降前的最大应力；下屈服点（σsl）：当不计初始瞬时效应时，屈服阶段中的最小应力。
屈服点的计算公式为：式中：Fs--试样拉伸过程中屈服力（恒定），N（牛顿）So--试样原始横截面积，mm2。
③断后伸长率（σ）在拉伸试验中，试样拉断后其标距所增加的长度与原标距长度的百分比，称为伸长率。
以σ表示，单位为%。
计算公式为：式中：L1--试样拉断后的标距长度，mm； L0--试样原始标距长度，mm。
④断面收缩率（ψ）在拉伸试验中，试样拉断后其缩径处横截面积的最大缩减量与原始横截面积的百分比，称为断面收缩率。
以ψ表示，单位为%。
计算公式如下：式中：S0--试样原始横截面积，mm2； S1--试样拉断后缩径处的最少横截面积，mm2。
⑤硬度指标金属材料抵抗硬的物体压陷表面的能力，称为硬度。
根据试验方法和适用范围不同，硬度又可分为布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度、肖氏硬度、显微硬度和高温硬度等。
对于管材一般常用的有布氏、洛氏、维氏硬度三种。
A、布氏硬度（HB）用一定直径的钢球或硬质合金球，以规定的试验力（F）压入式样表面，经规定保持时间后卸除试验力，测量试样表面的压痕直径（L）。
20.圆钢管K-N型节点计算
面积A： #VALUE! mm2
面积A1： 0
mm2
面积A2： 0
mm2
三、 节点构 造要求
钢管外径与壁厚比值：
主管外 径与壁厚 比值d/t：
肢管1外 径与壁厚 比值 d1i/t1i：
肢管2外 径与壁厚 比值 d2i/t2i：
惯性矩 Ix： #VALUE!
惯性矩 I1x： 0.0
惯性矩 I2x： 0.0
支2管材料强度：
强度f2： #NAME?
强度fw2： #NAME? 节点管壁 塑性承载 2、 力计算：
N/mm2 N/mm2
受压支管1承载力计算： 受压支管承载力NckPj：
主管轴心压应力σ=
参数ψn=
参数ψd=
<=
1.0 OK!
<=
1.0 OK!
<>
30~150 OK!
<>
30~150 OK!
强度fv： #NAME? N/mm2 强度fv1： #NAME? N/mm2
#NAME? #NAME?
节点类型
L：
3
肢管类型
M：
1
肢管间距a：
13 mm
肢管横间距g：
0
节点偏心距e： 节点轴 力：
0 mm 主管N
左：
-16.393 kN
肢管1：Ns1
-244.871 kN
右： 388.132 kN 肢管2：Ns2 490.87 kN
二、 主、肢 管的截面特性
主钢管： 肢钢管 1： 肢钢管 2：
圆钢管主、支无搭接管K、N型节点计算
工程名称：
一.已知条件：
主管截面尺寸： Φ300.x20.
直径d：
冷弯型钢结构有效截面计算讲解学习
6
板件屈曲后应力分布(Stress Distribution)
•板件屈曲后应力分布不均匀,二支承边处大于中央部位，直 至板边缘应力达屈服强度Fy，板件达到极限强度。
应力分布图
(Stress Distribution)
λ>0.673
be b (部分截面有效)
1 .0 0 .2 2
1.052
b t
fy
k
E
25
•算例: 试确定均压加劲板及非加劲板全截面有效的宽厚比限值
(1).均压加劲板 由式5
1.052
b t
fy
k
E
全截面有效条件λ≤0.673 及 k=4.0 代入上式得:
b t 1.28 E
4 x w 4 2 x 2 4 w y 2 4 y w 4 D t y 2 F 2 2 x w 2 2 x 2 F y x 2 w y x 2 F 2 2 y w 2
fx 2 F y 2， fy 2 F x 2， xy 2 F x y
3
板件弹性局部屈曲临界应力 c r
根据薄板弹性理论，板件局部屈曲时的临界应力 c r为：
cr
12
k2E
12 b
t2
（1-1）
• k = 板件稳定系数，与板的支承条件、受力状态等有关如
均压、二边支承板k=4.0；一边支承、一边自由板k=0.425
• = 泊松比，取 ≈0.3 ，b/t= 板件宽厚比;
26
小结: AISI规范96版统一法则计算板件有效宽度程序：
1.由板件受力状况,荷载支承条件确定 k , 板件的实际b/t及
桥梁工程常用材料与计算方法
2.1m
3.3m
40b工字钢12m=3×3.3m+2.1m
钢材的品种和牌号
碳素结构钢
1. 2.
Q----钢材屈服点（屈服强度） A、B、C、D----质量等级（化学成分和机械性能不同，主要区别为 含碳量由高到低）
3.
工地所用钢板和型钢的牌号多为Q235B（A3）
低合金结构钢
1. 2. 3.
I:Ix J:Iy
常用型钢承载弯矩M
I40b：24.5t· m
I20a：5.1t· m
[20a：3.8t· m
[16a：2.3t· m
321型贝雷片：78.8t· m 加强贝雷片：168.7t· m
根据σ×W得出，未含安全系数。σ取值215MPa
200型尺寸3048×2234mm，321型尺寸3000×1500mm。
Q345（16Mn）平均含碳量0.16%，主要合金元素为锰 贝雷片的牌号Q345
常用钢梁的牌号Q345qD
钢材的强度设计值
常用材料强度
立方体混凝土（C50为50MPa） 钢筋 Ⅰ级R235 Ⅱ级HRB335 Ⅲ级HRB400 钢板、型钢215、235MPa 钢绞线1260、1860MPa φ S15.24 平行钢丝1410、1670MPa φ7 精轧螺纹钢PSB785～1080、980-1230MPa JL
轴心抗拉及抗压强度
P L
σ=P/A
P L
σ=P/φA
P
抗弯强度验算公式将得出结果与设计值比较。 φ----稳定系数，与构件长细比对应，长细比越大φ值越小 λ----长细比，λ=L/i i----回转半径
受压构件的容许长细比
格构柱胎架计算
9. 施工验算9.1屋面梁支承台架根据屋面梁支承台架的平面布置情况和受力情况，屋面梁支承台架拟采用截面形式为Φ609×12的焊接钢管。
9.1.1截面特性A=πdt=π×597×12=22506mm2i x=i y=0.35d=0.35×597=208.95mm=20.9cmλ=l/i，截面为b类。
9.1.2承载力计算l=15m时, λ=l/i=1500/20.9=71.8, 查表得φ=0.74N=φAf=0.74×22506×215=3580745N=3580.7KNl=20m时, λ=l/i=2000/20.9=95.7, 查表得φ=0.583N=φAf=0.583×22506×215=2821015N=2821KNl=25m时, λ=l/i=2500/20.9=119.6, 查表得φ=0.439N=φAf=0.439×22506×215=2124229N=2124.2KNl=30m时, λ=l/i=3000/20.9=143.5, 查表得φ=0.331N=φAf=0.331×22506×215=1601639N=1601.6KNl=35m时, λ=l/i=3500/20.9=167.5，查表得φ=0.255N=φAf=0.255×22506×215=1233891N=1233.9KN9.2主拱支承台架根据主拱的分段情况和主拱支承台架的平面布置情况，主拱支承台架拟选用由角钢组成的格构式支架，如图所示：9.2.1组合截面规格为1000×1000组合截面规格为1000×1000，单肢采用L90×8的角钢、缀条采用L63×8的角钢，缀条间距为1m。
①截面特性角钢L63×8的截面特性：A=9.51cm2、I x=34.5cm4、i x=1.90cm、i x0=2.4cm、i y0=1.23cm、z=1.85cm角钢L90×8的截面特性：A=13.9cm2I x=109cm4 、i x=2.76cm、i x0=3.48cmI y=I xi y=i x=√(长细比A/A1x=(4×A/A1y=(4×λ1max②承载力计算l=15m时, λx=λy=l/i=1500/47.6=31.5换算长细比λ0x=λ0y=33.3, 查表得φ=0.924N=φAf=1104549N=1104.5KNl=20m时, λx=λy=l/i=2000/47.6=42换算长细比λ0x=λ0y=43.4, 查表得φ=0.885N=φAf=1057929N=1057.9KNl=25m时, λx=λy=l/i=2500/47.6=52.5换算长细比λ0x=λ0y=53.6, 查表得φ=0.84N=φAf=1004136N=1004.1KNl=30m时, λx=λy=l/i=3000/47.6=63换算长细比λ0x=λ0y=63.9, 查表得φ=0.786N=φAf=939584N=939.6KNl=35m时, λx=λy =l/i=3500/47.6=73.5换算长细比λ0x=λ0y=74.3, 查表得φ=0.724N=φAf=865469N=865.5KN③单肢承载力λ1=l1/i1=1000/17.8=56.2，查表得φ1=0.827N1=φ1A1F=247149N=247.1KN9.2.2组合截面规格为1500×1500组合截面规格为1500×1500，单肢采用L90×8的角钢、缀条采用L63×8的角钢，缀条间距为1m。
钢便桥计算书(midas Civil 2019建模)
第1章钢便桥计算书1.1受力模型及材料参数钢栈桥验算采用有限元法，选取便桥的标准跨径作为计算模型，利用midas Civil 2019计算程序建模进行验算。
1.1.1跨径9m单排3根桩钢便桥结构模型图1.1-2 跨径9m单排3根桩便桥结构模型桥型1：栈桥上部结构为贝雷梁结构，下部结构为钢管桩加型钢承重梁结构。
栈桥基础及桥墩全部采用φ630mm厚10mm的螺旋焊接钢管桩，钢管桩按单排3根桩桩布置。
横联及斜撑采用[20a槽钢，钢管桩顶设双拼I45a工字钢帽梁。
桩顶横梁上架设贝雷梁，采用单层3组每组2片总计6片贝雷架结构，每组贝雷架采用定制支撑架连接，相邻贝雷架组采用∠75×8角钢连接，间距为90+125+90+125+90cm形成主纵梁，贝雷梁上设按30㎝间距布置I25a工字钢分配横梁与桥面10mm厚钢板经焊接固定成型的6m宽模块。
1.1.2材料参数铺装钢板厚度10mm，材料Q235钢。
分配横梁参数：材料Q235钢，截面I25a，长度6m。
主梁参数：采用321型贝雷片，材料为16Mn钢。
贝雷梁支撑架参数：材料Q235，材料为∠63×4角钢。
贝雷梁组间斜撑参数：材料Q235，材料为∠75×8角钢。
桩顶横梁参数：材料Q235钢，截面2×I45a，长度6m。
钢管桩参数：材料Q235钢，管型截面（外径630mm，厚度10mm）长度为13.4m。
根据《钢结构设计标准》GB50017-2017，钢材强度设计值可查表得：型钢材质均为Q235钢，其抗弯设计强度a 215][MP =σ，抗剪设计强度[]a 125MP =τ。
贝雷片材质为16Mn 钢，其容许弯应力[]a 273MP =σ，容许剪应力[]a 156MP =τ。
根据《公路钢结构桥梁设计规范》JTG D64-2015，挠度计算可查表得：2.边界条件钢管桩的底部固结；桩顶横梁和钢管桩采用弹性连接(刚性)； 桩顶横梁和贝雷片弹性连接(刚性)； 贝雷片和分配横梁采用弹性连接(刚性)。
钢管特性汇总表
板砼g
模板g
板上活载g
板上面荷载（KN/㎡）
1.2（g + g ）+1.4 g
100
2.50
0.35
3.0
7.62
110
2.75
0.35
3.0
7.92
120
3.00
0.35
3.0
8.22
150
3.77
0.35
3.0
9.144
200
5.00
0.35
3.0
10.62
250
6.25
0.35
3.0
12.12
16.02
0.87
2.75
390
10.04×10
4.18×10
16.03
0.86
2.7
384
9.89×10
4.12×10
16.05
0.84
2.6
371
9.58×10
3.99×10
16.08
0.82
2.5
357
9.28×10
3.87×10
16.12
0.79
Q235钢穿墙螺栓承载力
螺栓直径（mm）
螺栓内径（mm）
Q235钢管外A48的不同壁厚的截面特征值
壁厚t
（mm）
截面积A
（㎜ ）
惯性矩I
（㎜ ）
抵抗矩W
（㎜ ）
回转半径i
（㎜）
支承弯矩M
（KN·m）
3.5
489
12.19×04
3.0
424
10.78×10
4.49×10
15.95
0.92
2.8