钢格构柱计算
钢结构连接、钢结构强度稳定性、钢筋支架、格构柱计算
钢结构连接、钢结构强度稳定性、钢筋支架、格构柱计算◆钢结构连接计算一、连接件类别不焊透的对接焊缝二、计算公式1．在通过焊缝形心的拉力，压力或剪力作用下的焊缝强度按下式计算：2．在其它力或各种综合力作用下，σf，τf共同作用处。
式中N──-构件轴心拉力或轴心压力，取 N＝100N；lw──对接焊缝或角焊缝的计算长度，取lw=50mm；γ─-作用力与焊缝方向的角度γ=45度；σf──按焊缝有效截面(helw)计算，垂直于焊缝长度方向的应力；hf──较小焊脚尺寸，取 hf=30mm；βt──正面角焊缝的强度设计值增大系数；取1；τf──按焊缝有效截面计算，沿焊缝长度方向的剪应力；Ffw──角焊缝的强度设计值。
α──斜角角焊缝两焊脚边的夹角或V形坡口角度；取α=100度。
s ──坡口根部至焊缝表面的最短距离，取 s=12mm；he──角焊缝的有效厚度，由于坡口类型为V形坡口，所以取he=s=12.000mm.三、计算结果1. 正应力：σf=N×sin(γ)/(lw×he)=100×sin(45)/(50×12.000)=0.118N/mm2；2. 剪应力：τf=N×cos(γ)/(lw×he)=100×cos(45)/(50×12.000)=0.118N/mm2；3. 综合应力：[(σf/βt)2+τf2]1/2=0.167N/mm2；结论:计算得出的综合应力0.167N/mm2≤对接焊缝的强度设计值ftw=10.000N/mm2，满足要求！◆钢结构强度稳定性计算一、构件受力类别：轴心受弯构件。
二、强度验算：1、受弯的实腹构件，其抗弯强度可按下式计算：Mx/γxWnx + My/γyWny ≤ f式中 Mx，My──绕x轴和y轴的弯矩，分别取100.800×106 N·mm,10.000×106 N·mm；γx, γy──对x轴和y轴的截面塑性发展系数，分别取 1.2,1.3；Wnx,Wny──对x轴和y轴的净截面抵抗矩,分别取 947000 mm3,85900 mm3；计算得：Mx/(γxWnx)+My/(γyWny)=100.800×106/(1.2×947000)+10.000×106/(1.3×85900)=178.251 N/mm2受弯的实腹构件抗弯强度=178.251 N/mm2 ≤抗弯强度设计值f=215N/mm2，满足要求！2、受弯的实腹构件，其抗剪强度可按下式计算：τmax = VS/Itw ≤ fv式中V──计算截面沿腹板平面作用的剪力,取V=10.300×103 N；S──计算剪力处以上毛截面对中和轴的面积矩,取 S= 947000mm3；I──毛截面惯性矩,取 I=189300000 mm4；tw──腹板厚度,取 tw=8 mm；计算得：τmax = VS/Itw=10.300×103×947000/(189300000×8)=6.441N/mm2受弯的实腹构件抗剪强度τmax =6.441N/mm2≤抗剪强度设计值fv = 175 N/mm2，满足要求！3、局部承压强度计算τc = φF/twlz ≤ f式中φ──集中荷载增大系数，取φ=3；F──集中荷载,对动力荷载应考虑的动力系数，取 F=0kN；tw──腹板厚度,取 tw=8 mm；lz──集中荷载在腹板计算高度上边缘的假定分布长度，取lz=100(mm)；计算得：τc = φF/twlz =3×0×103/(8×100)=0.000N/mm2局部承压强度τc =0.000N/mm2≤承载力设计值f = 215 N/mm2，满足要求！4、在最大刚度主平面内受弯的构件，其整体稳定性按下式计算：Mx/φbWx ≤ f式中Mx──绕x轴的弯矩，取100.8×106 N·mm；φb──受弯构件的整体稳定性系数,取φb= 0.9；Wx──对x轴的毛截面抵抗矩Wx,取 947000 mm3；计算得：Mx/φbwx = 100.8×106/(0.9×947000)=118.268 N/mm2≤抗弯强度设计值f= 215 N/mm2，满足要求！5、在两个主平面受弯的工字形截面构件，其整体稳定性按下式计算：Mx/φbWx + My/γyWny ≤ f式中 Mx，My──绕x轴和y轴的弯矩，分别取100.8×106 N·mm,10×106 N·mm；φb──受弯构件的整体稳定性系数,取φb= 0.9；γy──对y轴的截面塑性发展系数，取 1.3；Wx,Wy──对x轴和y轴的毛截面抵抗矩,分别取 947000 mm3, 85900 mm3；Wny──对y轴的净截面抵抗矩,取 85900 mm3计算得：Mx/φbwx +My/ γyWny =100.8×106/(0.9×947000)+10×106/(1.3×85900)=207.818 N/mm2≤抗弯强度设计值f=215 N/mm2，满足要求！◆钢筋支架计算公式一、参数信息钢筋支架（马凳）应用于高层建筑中的大体积混凝土基础底板或者一些大型设备基础和高厚混凝土板等的上下层钢筋之间。
格构柱轴压检算
《钢结构设计规范》P65 《钢结构设计规范》P18
角焊缝最小尺寸 通过 通过
缀板强度验算
σ= τ = 67.61 34.7645 通过 通过
格构柱重量
2
∠160×16
缀板间净距离（cm） 50 计算长度（cm） 50 y0-y0截面回转半径（cm）: 6.12 y0-y0截面惯性矩（cm4）: 2865.262 回转半径（cm）：i1＝ 6.12 λ 1（cm）= 8.17 λ 0y= 63.356 查表υ y＝ 0.788 N/(υ y×A)= 206.04 分肢稳定性检算 8.17 31.678
轴心压杆
截面估算
柱长(cm) l= 计算长度系数：μ 计算长度（cm）：l0= 轴力代表值(kN)：Nd＝ 荷载分项系数：γ G= 荷载设计值(kN)：N= 假设长细比： λ = 查表υ y＝ 选用钢材 角钢屈服强度（N/mm2)：fy＝ 角钢强度设计值（N/mm2)：f＝ 厚度（cm）： 所需截面面积（cm2）A＝ 1575 1 1575 4823.5 1.03 4968.205 70 0.839 Q235 345 310 1.6 191.019
计算λ
1
通过
λ 1（cm）= 判定条件
通过
缀板尺寸确定及刚度检算
缀板钢材屈服强度（N/mm )：fy＝ 缀板钢材强度设计值（N/mm2)：f＝ 缀板钢材抗剪强度设计值（N/mm3)：f＝ 分肢轴心纵向间距（cm）a＝ 2a/3＝ a/40= 缀板长(cm)： 缀板厚(cm)： 缀板高(cm)： 缀板间净距(cm)：129 《钢结构设计规范》P17
柱截面检算
单肢角钢截面面积（cm ）: A= 4肢角钢截面面积（cm2）: A= 相邻角钢最外边缘距离（cm） 单肢截面惯性矩 （cm4）Ic＝ 单肢重心距（cm）Z0＝ 76.5 306 60 2867 5.69 截面惯性矩（cm4） I＝ 192306.688 回转半径（cm）i＝ 25.069 λ y= 62.827
格构柱整体稳定验算2015.6.11
π2EA/(1.1λ2x)=
6428514.86
N'Ex=
π2EA/(1.1λ2x)=
5279795.67
N/φx+(βmx*Mx/WX(1-φx*N/N'Ex))+(βty*Mx/ Wy)=
153.98 ≤f
满足设计要求
56200 mm
长细比λx= 52.72 长细比λy= 58.17
截面类型为b类 由钢规表C-2查得 截面类型为b类 由钢规表C-2查得
稳定系数φx 0.842 稳定系数φy 0.818
格构柱内力计算
恒载标准值= 229
活载标准值= 145 风荷载标准值= 1.04 风荷载下格构柱MX 格构柱整体稳定计算
f=
215 mm2
极惯性矩Ip= 惯性矩Iy=
回转半径iy= 截面模量Wy=
面积距Sy=
20007508508 mm4 9022271600 mm4
966.0895 9022271.6 mm3 4665744.2 mm3
格构柱计算长度计算
稳定系数计算
柱高H=
计算长度系数μ= 计算高度H0
28100 mm 2
KN KN KN 410.5972 KN·m
恒载设计值= 320.6
活载设计值= 203 风荷载设计值=1.46 风荷载下格构柱My
KN KN KN 410.5972 KN·m
由钢规表5.2.2计算得 由钢规表5.2.2计算得
N'Ex=
平面内等效弯矩系数βmx= 1 平面内等效弯矩系数βty= 1
构件编号 设计假定
格构柱整体稳定性计算
ZJ-2 假定格构柱上端自由，下 端与基础刚接
格构柱截面特征值
钢结构的一些计算方法及公式
1-1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=(10.5~1. 1)N V (5-15)A C^≥`(N)/(F C)~ (5-16)2)有水平地震作用组合时N=Z`N V^ (5-17)_Z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1.1~1.2,内桩取1.0.有地震作用组合时柱所需截面面积为‘A C^≥`(N)/(M NF C)~ (5-18)其中^F C^为混凝土轴心抗压强度设计值，MN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：A=M/(V`H O`) (5-19)式中A——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N C^≤`0.25B CF CBH O (5-20)N C^≤(1)/(R RE)~(0.2)`B CF CBH O` (5-21)N C^≤(1)/(R RE)(0. 15)`B 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085;B C` ——当≤C50时，`B C`取1 . 0;C80时，`B C^取0 . 8;_ _ _C50～C80之间时，取其内插值。
格构柱计算
塔吊桩基础的计算书一. 参数信息塔吊型号: QTZ63 自重(包括压重):F1=450.80kN 最大起重荷载: F2=60.00kN塔吊倾覆力距: M=630.00kN.m 塔吊起重高度: H=101.00m 塔身宽度: B=1.80m桩混凝土等级: C35 承台混凝土等级:C35 保护层厚度: 50mm矩形承台边长: 4.00m 承台厚度: Hc=1.35m 承台箍筋间距: S=200mm承台钢筋级别: Ⅱ级承台预埋件埋深:h=0.5m 承台顶面埋深: D=0.00m桩直径: d=0.80m 桩间距: a=2.00m 桩钢筋级别: Ⅱ级桩入土深度: 34.00 桩型与工艺: 泥浆护壁钻(冲)孔灌注桩二. 塔吊基础承台顶面的竖向力与弯矩计算1. 塔吊自重(包括压重)F1=450.80kN2. 塔吊最大起重荷载F2=60.00kN作用于桩基承台顶面的竖向力 F=F1+F2=510.80kN塔吊的倾覆力矩 M=1.4×630.00=882.00kN.m三. 矩形承台弯矩的计算计算简图：图中x轴的方向是随机变化的，设计计算时应按照倾覆力矩M最不利方向进行验算。
1. 桩顶竖向力的计算(依据《建筑桩基础技术规范》JGJ94-94的第5.1.1条)其中 n──单桩个数，n=4；F──作用于桩基承台顶面的竖向力设计值，F=510.80kN；G──桩基承台的自重，G=25.0×Bc×Bc×Hc+20.0×Bc×Bc×D=540.00kN；M x,M y──承台底面的弯矩设计值(kN.m)；x i,y i──单桩相对承台中心轴的XY方向距离(m)；N i──单桩桩顶竖向力设计值(kN)。
经计算得到单桩桩顶竖向力设计值:最大压力：N=1.2×(510.80+540.00)/4+882.00×(2.00×1.414/2)/[2×(2.00×1.414/2)2]=627.12kN最大拔力：N=(510.80+540.00)/4-882.00×(2.00×1.414/2)/[2×(2.00×1.414/2)2]=-49.18kN2. 矩形承台弯矩的计算(依据《建筑桩基础技术规范》JGJ94-94的第5.6.1条)其中 M x1,M y1──计算截面处XY方向的弯矩设计值(kN.m)；x i,y i──单桩相对承台中心轴的XY方向距离(m)；N i1──扣除承台自重的单桩桩顶竖向力设计值(kN)，N i1=N i-G/n。
地铁设计格构柱计算
Vbl 0.7h f
lw
2
f
w f
160MPa
b类轴心受 压构件的稳 定系数计算 Q235钢f= Q235钢fy= 弹性模量E= λn=λ *(fy/E)0.5/ Л= Фx= α1= α2= α3=
215.00
MPa
235.00
Mpa
206000.00
MPa
1.01
0.60 0.65 0.97 0.30
构件长细比 λy=L0y/iy=
92.68
<150
构件的截面 高度H= 等边角钢形心距离z0=
分肢轴线间距c=
缀板的纵向 高度h= 缀板的宽度 b= 缀板的厚度 t= 缀板的惯性 矩Ib= 相邻两缀板 间的中心距 l1= 相邻两缀板 间的净距 l01= 分肢长细比 λ 1=l01/i1= 构件的换算 长细比λ 0y= 格构柱的剪 力V= 每个缀板面 剪力V1=
>6，满足要求
缀板弯矩 Mbl=V1l1/2=
6657.41
KN-mm
缀板剪力 Vbl=V1l1/b=
33.29
KN
缀板正应力 σ =6*Mbl/t/h ^2= 缀板剪应力 τ =1.5*Vbl/t /h=
六、缀板角 焊缝计算
焊脚尺寸 hf= 角焊缝的计 算长度 lw=hb-2hf= 角焊缝的综 合应力τ=
<150
KN
KN
二、格构柱 强度验算
f=N/An= 三、格构柱 整体稳定性 验算 f=N/（Ф *A）= 四、缀板刚 度验算 缀板的线刚 度之和与分 肢线刚度之 比= 五、缀板强 度验算
108.05 181.41 14.27
Mpa
<[f]=215MPa，满足要求
格构柱受力计算书
格构柱受力计算书
计算依据：
(1)《钢结构设计规范》(GB50017-2003)。
(2)《钢结构设计与计算》
1. 格构柱截面的力学特性：
格构柱的截面尺寸为×；
主肢选用:18号角钢b×d×r=180×18×18mm；
缀条选用:20号角钢b×d×r=180×24×18mm；
主肢的截面力学参数为A0=，Z0=，
Ix0=，Iy0=；
缀条的截面力学参数为At=；
格构柱截面示意图
格构柱的y-y轴截面总惯性矩：
格构柱的x-x轴截面总惯性矩：
经过计算得到：
Ix=4×[+×(65/2]=；
Iy=4×[+×(65/2]= cm4；
2. 格构柱的长细比计算：
格构柱主肢的长细比计算公式：
其中H ──格构柱的总计算长度，取；
I ──格构柱的截面惯性矩，取,Ix=，Iy=；
A0 ──一个主肢的截面面积，取。
经过计算得到x=,y=。
3. 格构柱的整体稳定性计算：
格构柱在弯矩作用平面内的整体稳定性计算公式：
其中N ──轴心压力的计算值(N)；取N=4×105N；
A──格构柱横截面的毛截面面积，取4×；
──轴心受压构件弯矩作用平面内的稳定系数；
根据换算长细比0x=,0y=≤150（容许长细比）满足要求!
经过计算得到：
X方向的强度值为mm2，不大于设计强度205N/mm2,所以满足要求!
Y方向的强度值为mm2，不大于设计强度205N/mm2,所以满足要求!。
钢格构柱计算.docx
格构柱角钢:格构柱长接头长度实际角钢格构柱数单桩角钢根140*14角140*14角140*14角钢序号型号钢总长度(m)(m)用料 (m)量数钢米重 kg总重 (T)( 米)1LP110.3010.36142513.225.52264.142 2小计64.142缀板:单桩400*200*1400*200*1400*200*10格构柱长400*200*1序号型号钢板间距0钢板总量0钢板块重钢板总重度(m)0钢板数( 块)kg(T)( 块)3LP110.30.75563416 6.2821.452 4小计21.452合计(2)+(4)*1.0589.874角钢:格构柱长接头长度实际角钢格构柱数单桩角钢根140*14角140*14角140*14角钢序号型号钢总长度(m)(m)用料 (m)量数钢米重 kg总重 (T)( 米)1LP211.3011.3184813.625.52220.765 2小计20.765缀板:单桩400*200*1400*200*1400*200*10格构柱长400*200*1序号型号钢板间距0钢板总量0钢板块重钢板总重度(m)0钢板数( 块)kg(T)( 块)3LP211.30.75641152 6.287.235 4小计7.235合计(2)+(4)*1.0529.399角钢:格构柱长接头长度实际角钢格构柱数单桩角钢根140*14角140*14角140*14角钢序号型号钢总长度(m)(m)用料 (m)量数钢米重 kg总重 (T)( 米)1LP311.8011.81447.225.522 1.205 2小计 1.205缀板:单桩400*200*1400*200*1400*200*10格构柱长400*200*1序号型号钢板间距0钢板总量0钢板块重钢板总重度(m)0钢板数( 块)kg(T)( 块)3LP311.80.756464 6.280.402 4小计0.402合计(2)+(4)*1.05 1.687120.960。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
角钢: 序号 1 2 缀板: 序号 3 4 合计 角钢: 序号 1 2 缀板: 序号 3 4 合计 角钢: 序号 1 2 缀板: 序号 3 4 合计 型号 LP3 小计 (2)+(4)*1.05 格构柱长 度(m) 11.8 单桩 400*200*1 400*200*1 400*200*10 400*200*1 0钢板总量 0钢板块重 钢板总重 钢板间距 0钢板数 (块) kg (T) (块) 0.75 64 64 6.28 0.402 0.402 1.687 型号 LP3 小计 格构柱长 接头长度 实际角钢 格构柱数 度(m) (m) 用料(m) 量 11.8 0 11.8 1 单桩角钢 根数 140*14角 140*14角 140*14角钢 钢总长 钢米重kg 总重(T) (米) 4 47.2 25.522 1.205 1.205 型号 LP2 小计 (2)+(4)*1.05 格构柱长 度(m) 11.3 单桩 400*200*1 400*200*1 400*200*10 钢板间距 400*200*1 0钢板总量 0钢板块重 钢板总重 0钢板数 (块) kg (T) (块) 0.75 64 1152 6.28 7.235 7.235 29.399 型号 LP2 小计 格构柱长 接头长度 实际角钢 格构柱数 度(m) (m) 用料(m) 量 11.3 0 11.3 18 单桩角钢 根数 140*14角 140*14角 140*14角钢 钢总长 钢米重kg 总重(T) (米) 4 813.6 25.522 20.765 20.765 型号 LP1 小计 (2)+(4)*1.05 格构柱长 度(m) 10.3 单桩 400*200*1 400*200*1 400*200*10 400*200*1 0钢板总量 0钢板块重 钢板总重 钢板间距 0钢板数 (块) kg (T) (块) 0.75 56 3416 6.28 21.452 21.452 89.874 型号 LP1 小计 格构柱长 接头长度 实际角钢 格构柱数 度(m) (m) 用料(m) 量 10.3 0 10.3 61 单桩角钢 根数 140*14角 140*14角 140*14角钢 钢总长 钢米重kg 总重(T) (米) 4 2513.2 25.522 64.142 64.142