钢结构轴心受力构件计算书GB50017-2012
钢结构轴心受力构件计算
钢结构轴心受力构件计算3.1 轴心受力构件概述在钢结构中，轴心受力构件的应用十分广泛，如桁架、塔架和网架、网壳等杆件体系。
这类结构的节点通常假设为铰接，当无节间荷载作用时，杆件只受轴向力（轴向拉力或轴向压力）的作用，称为轴心受力构件（轴心受拉构件或轴心受压构件）。
图3-1所示为轴心受力构件在工程上应用的一些实例。
图3-1 轴心受力构件在工程中的应用（a）桁架；（b）塔架；（c）网架轴心受力构件常用的截面形式可分为实腹式和格构式两大类。
（1）实腹式构件制作简单，与其他构件的连接也比较方便，常用的截面形式很多，可直接选用轧制型钢截面，如圆钢、钢管、角钢、工字钢、H 型钢、T 型钢等[图3-2（a）]；也可选用由型钢或钢板组成的组合截面[图3-2（b）]；在轻型结构中则可采用冷弯薄壁型钢截面[图3-2（c）]。
以上这些截面中，截面紧凑（如圆钢）或对两主轴刚度相差悬殊者（如单槽钢、工字钢），一般适用于轴心受拉构件，而受压构件通常采用较为开展、组成板件宽而薄的截面。
（2）格构式构件[图3-2（d）]容易使压杆实现两主轴方向的稳定性。
这种构件的刚度大、抗扭性好，用料较省。
格构式截面一般由两个或多个型钢肢件组成，肢件之间采用缀条或缀板连成整体，缀条和缀板统称为缀材。
图3-2 轴心受力杆件的截面形式（a）轧制型钢截面；（b）焊接实腹式组合截面；（c）冷弯薄壁型钢截面；（d）格构式截面3.2 轴心受力构件的强度及刚度轴心受拉构件的设计除根据结构用途、构件受力大小和材料供应情况选用合理的截面形式外，还要对所选截面进行强度和刚度验算。
强度要求就是使构件截面上的最大正应力不超过钢材的强度设计值，刚度要求就是使构件的长细比不超过容许长细比。
轴心受压构件在设计时，除使所选截面满足强度和刚度要求外，还应使其满足构件整体稳定性和局部稳定性的要求。
整体稳定性要求是使构件在设计荷载作用下不致发生屈曲而丧失承载能力；局部稳定性要求一般是使组成构件的板件宽厚比不超过规定限值，以保证板件不会屈曲，或者使格构式构件的分肢不发生屈曲。
钢结构强度稳定性计算书
钢结构强度稳定性计算书计算依据：1、《钢结构设计规范》GB50017-2003一、构件受力类别：轴心受压构件。
二、强度验算：1、轴心受压构件的强度，可按下式计算：σ = N/A n≤ f式中N──轴心压力,取N= 10 kN；A n──净截面面积,取A n= 298 mm2；轴心受压构件的强度σ= N / A n = 10×103 / 298 = 33.557 N/mm2；f──钢材的抗压强度设计值，取f= 205 N/mm2；由于轴心受压构件强度σ= 33.557 N/mm2≤承载力设计值f=205 N/mm2,故满足要求！2、摩擦型高强螺栓连接处的强度，按下面两式计算，取最大值：σ = (1-0.5n1/n)N/A n≤ f式中N──轴心压力,取N= 10 kN；A n──净截面面积,取A n= 298 mm2；f──钢材的抗压强度设计值，取f= 205 N/mm2；n──在节点或拼接处，构件一端连接的高强螺栓数目,取n = 4；n1──所计算截面(最外列螺栓处)上高强螺栓数目；取n1 = 2；σ= (1-0.5×n1/n)×N/A n=(1-0.5×2/4)×10×103/298=25.168 N/mm2；σ = N/A ≤ f式中N──轴心压力,取N= 10 kN；A──构件的毛截面面积，取A= 354 mm2；σ=N/A=10×103/354=28.249 N/mm2；由于计算的最大强度σmax = 28.249 N/mm2≤承载力设计值=205 N/mm2,故满足要求！3、轴心受压构件的稳定性按下式计算：N/φA n≤ f式中N──轴心压力,取N= 10 kN；l──构件的计算长度,取l=5000 mm；i──构件的回转半径,取i=23.4 mm；λ──构件的长细比, λ= l/i= 5000/23.4 = 213.675；[λ]──构件的允许长细比,取[λ]=250 ；构件的长细比λ= 213.675 ≤[λ] = 250，满足要求；φ──轴心受压构件的稳定系数, λ=l/i计算得到的构件柔度系数作为参数查表得φ=0.165；A n──净截面面积,取A n= 298 mm2；f──钢材的抗压强度设计值，取f= 205 N/mm2；N/(φA n)=10×103/(0.165×298)=203.376 N/mm2；由于σ= 203.376 N/mm2≤承载力设计值f=205 N/mm2,故满足要求！。
钢结构支座计算书
钢结构支座计算书一、工程概述本工程为具体工程名称，位于工程地点。
该建筑主体结构采用钢结构，为了确保结构的稳定性和安全性，需要对钢结构支座进行详细的计算分析。
二、设计依据1、《钢结构设计标准》（GB 50017-2017）2、《建筑结构荷载规范》（GB 50009-2012）3、《建筑抗震设计规范》（GB 50011-2010）（2016 年版）4、相关工程地质勘察报告5、业主提供的设计要求和相关资料三、荷载取值1、永久荷载结构自重：根据钢结构构件的实际尺寸和材料密度计算。
附加恒载：包括楼面板、屋面板、吊顶等的自重，按照实际情况取值。
2、可变荷载楼面活荷载：根据建筑物的使用功能，按照规范取值。
屋面活荷载：考虑雪荷载、积灰荷载等，按照规范取值。
风荷载：根据工程所在地的基本风压、地面粗糙度等参数，按照规范计算风荷载标准值。
地震作用：根据工程所在地的抗震设防烈度、设计基本地震加速度等参数，按照规范计算地震作用。
四、支座类型及布置本工程采用的钢结构支座类型为具体支座类型，其布置方式如下：1、在建筑物的具体位置设置支座，支座间距为具体间距。
2、支座的平面布置应满足结构受力要求，同时考虑建筑物的使用功能和建筑造型。
五、支座反力计算1、竖向反力计算考虑永久荷载和可变荷载的组合，按照结构力学方法计算各支座处的竖向反力。
对于多跨连续结构，应考虑支座的不均匀沉降对竖向反力的影响。
2、水平反力计算风荷载作用下，根据结构的抗侧刚度和变形，计算各支座处的水平反力。
地震作用下，按照振型分解反应谱法或时程分析法计算各支座处的水平反力。
六、支座受力分析1、抗压强度验算支座承受的竖向压力应小于其抗压承载力设计值。
抗压承载力设计值根据支座的材料和几何尺寸，按照相关规范计算。
2、抗剪强度验算支座承受的水平剪力应小于其抗剪承载力设计值。
抗剪承载力设计值根据支座的材料和构造，按照相关规范计算。
3、稳定性验算对于受压支座，应进行稳定性验算，确保其在竖向荷载作用下不发生失稳。
钢结构计算书
钢结构计算书一、构件受力类别轴心受拉构件强度计算。
二、强度验算：1．轴心受拉构件的强度，可按下式计算：式中：N──轴心拉力或轴心压力，取N=132.00(kN)；A n──净截面面积，取A n=8300.00(mm2)；轴心受拉构件的强度σ=N/A n=132.00×103/8300.00=15.904(N/mm2)；f──钢材的抗拉强度设计值，取f=215.00(N/mm2)；由于轴心受拉构件强度σ= 15.904N/mm2≤承载力设计值f=215.00 N/mm2,故满足要求！2．摩擦型高强螺栓连接处的强度，按下式计算，取最大值：式中：N──轴心拉力或轴心压力，取N=132.00(kN)；A n──净截面面积，取A n=8300.00(mm2)；A──构件的毛截面面积，取A=8300.00(mm2)；f──钢材的抗拉强度设计值，取f=215.00(N/mm2)；n──在节点或拼接处，构件一端连接的高强螺栓数目，取n=8；n1──所计算截面(最处列螺栓处)上高强螺栓数目；取n1=10。
σ=(1-0.5×10/8)×132.00×103/8300.00=5.964(N/mm2)；式中：N──轴心拉力或轴心压力，取N=132.00(kN)；A──构件的毛截面面积，取A=8300.00(mm2)；σ=N/A=132.00×103/8300.00=15.904(N/mm2)；由于轴心受拉构件强度σ= 15.904N/mm2≤承载力设计值f=215.00 N/mm2,故满足要求！3、受拉构件的长细比，可按下式计算：l──构件的计算长度,取l=3000.00 mm；i──构件的回转半径,取i=182.00 mm；λ──构件的长细比, λ= l/i= 3000.00/182.00 =16.484；[λ]──构件的允许长细比,取[λ]= 150.00 ；构件的长细比λ= 16.484 ≤[λ] = 150.00，满足要求；。
关于轴心受力等边单角钢构件的计算
关于轴心受力等边单角钢构件的计算本文主要梳理和讨论轴心受力等边单角钢构件强度和稳定性的相关计算内容。
特殊说明除外，本文所述角钢系指等边单角钢。
1、强度单角钢构件轴心受力时强度计算采用《钢结构设计标准GB50017-2017》的相关内容，以下简称17版钢标：公式（7.1.1-2）是考虑杆件端部用螺栓或者铆钉连接的拉杆，因孔洞削弱，强度应该按照净截面核算。
一般而言拉断的后果比屈服严重的多，出于安全考虑，抗力分项系数取值为0.7。
考虑到单角钢构件在节点处一般为非全部直接传力，此时需要按照17版钢标条文7.1.3中的内容对危险截面的面积进行折减，例如单边连接的单角钢的折减系数为0.85。
基于此条文，需要按照下列公式计算单边连接单角钢在截面连接处的强度，注意当采用螺栓连接时，A需要改为A n。
显然，杆件与连接板相交的位置，如果端部同时焊上端焊缝，形成三面围焊。
传力情况将大有改善，这正是通常最应该采用的方案。
对于构件本身来说，当以一个肢连接于节点板上时，本质上属于拉弯或者压弯构件。
17版钢标提出了近似按照轴心受力构件的处理方法，即17版钢标7.6.1条第1款。
当构件的端部截面既属于7.1.3条描述的非直接传力的情况，又属于7.6.1-1条描述的单边连接的情况时，笔者认为处于安全考虑，建议这两条条文中的折减系数都需要考虑。
可采用如下计算公式：如果板件宽厚比超过规范限值，当可考虑板件的屈曲后强度时，单角钢的强度需要按照17版钢标公式7.3.3-1进行计算。
当构件的受力状态属于7.1.3、7.6.1-1、7.3.3条描述的综合状态时，笔者认为需要按照公式7.3.3-1进行计算，同时需要对公式中的A n e和ƒ进行折减。
总之，对于单角钢轴心受力构件的强度计算，需要根据构件的具体受力情况、构件的连接方式等内容，针对性的选择不同的公式和验算内容进行计算。
2、局部稳定性17版钢标7.3.1条规定等边角钢轴心受压构件的肢件宽厚比如下：按照规范的表述，当角钢的肢件宽厚比超过7.3.1条规定的限值，但是未超过7.3.2条所述乘以放大系数后规定的限值，仍可认为宽厚比满足要求，无需采用考虑板件屈曲后强度的计算方法。
钢结构强度稳定性计算书
钢结构强度稳定性计算书计算依据：1、《钢结构设计标准》GB50017-20172、《钢结构通用规范》GB 55006-2021一、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：M x/γx W nx + M y/γy W ny≤ f式中M x，M y──绕x轴和y轴的弯矩，分别取20×106 N·mm,1×106 N·mm；γx, γy──对x轴和y轴的截面塑性发展系数，分别取1.05,1.2；W nx,W ny──对x轴和y轴的净截面抵抗矩,分别取237000 mm3, 31500 mm3；计算得：M x/(γx W nx)+M y/(γy W ny)=20×106/(1.05×237000)+1×106/(1.2×31500)=106.825 N/mm2≤抗弯强度设计值f=215 N/mm2，故满足要求！2、受弯的实腹构件，其抗剪强度可按下式计算：τmax = VS/It w≤ f v式中V──计算截面沿腹板平面作用的剪力,取V=5×103 N；S──计算剪力处以上毛截面对中和轴的面积矩,取S= 138000mm3；I──毛截面惯性矩,取I=23700000 mm4；t w──腹板厚度,取t w=7 mm；计算得：τmax = VS/It w = 5×103×138000/(23700000×7)=4.159 N/mm2≤抗剪强度设计值f v = 175 N/mm2，故满足要求！3、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：M x/φb W x≤ f式中M x──绕x轴的弯矩，取20×106 N·mm；φb──受弯构件的整体稳定性系数,取φb= 0.9；W x──对x轴的毛截面抵抗矩W x,取947000 mm3；计算得：M x/φb w x = 20×106/(0.9×947000)=23.466 N/mm2≤抗弯强度设计值f= 215 N/mm2，故满足要求！4、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：M x/φb W x + M y/γy W ny≤ f式中M x，M y──绕x轴和y轴的弯矩，分别取20×106 N·mm,1×106 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1.2；W x,W y──对x轴和y轴的毛截面抵抗矩,分别取947000 mm3, 85900 mm3；W ny──对y轴的净截面抵抗矩,取31500 mm3计算得：M x/φb w x +M y/ γy W ny = 20×106/(0.9×947000)+1×106/(1.2×31500)=49.921 N/mm2≤抗弯强度设计值f=215 N/mm2，故满足要求！。
钢结构计算书
1 设计依据《钢结构设计规范》（GB50017-2003）《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）《钢结构焊接规范》（GB50661-2011）《钢结构高强度螺栓连接技术规程》（JGJ82-2011）2 计算简图计算简图(圆表示支座，数字为节点号) 3 荷载与组合结构重要性系数： 0.903.1 节点荷载3.2 单元荷载1) 工况号: 0*输入荷载库中的荷载:单元荷载分布图:单元荷载序号1分布图（实粗线表示荷载作用的单元）单元荷载序号2分布图（实粗线表示荷载作用的单元）单元荷载序号3分布图（实粗线表示荷载作用的单元） *输入的面荷载:面荷载分布图:面荷载序号1分布图（实线表示荷载分配到的单元）面荷载序号2分布图（实线表示荷载分配到的单元）面荷载序号3分布图（实线表示荷载分配到的单元）面荷载序号4分布图（实线表示荷载分配到的单元）面荷载序号5分布图（实线表示荷载分配到的单元） 2) 工况号: 1*输入的面荷载:面荷载分布图:面荷载序号1分布图（实线表示荷载分配到的单元）面荷载序号2分布图（实线表示荷载分配到的单元） 3) 工况号: 2面荷载分布图:面荷载序号1分布图（实线表示荷载分配到的单元）面荷载序号2分布图（实线表示荷载分配到的单元）4) 工况号: 3*输入的面荷载:面荷载分布图:面荷载序号1分布图（实线表示荷载分配到的单元）面荷载序号2分布图（实线表示荷载分配到的单元）面荷载序号3分布图（实线表示荷载分配到的单元）3.3 其它荷载(1). 地震作用无地震。
(2). 温度作用无温度作用。
3.4 荷载组合(1) 1.35 恒载 + 1.40 x 0.70 活载工况1 + 1.40 x 0.60 风载工况2(2) 1.35 恒载 + 1.40 x 0.70 活载工况1 + 1.40 x 0.60 风载工况3(3) 1.35 恒载 + 1.40 x 0.70 活载工况1(4) 1.35 恒载 + 1.40 x 0.60 风载工况2(5) 1.35 恒载 + 1.40 x 0.60 风载工况3(6) 1.20 恒载 + 1.40 活载工况1(7) 1.20 恒载 + 1.40 风载工况2(8) 1.20 恒载 + 1.40 风载工况3(9) 1.20 恒载 + 1.40 活载工况1 + 1.40 x 0.60 风载工况2(10) 1.20 恒载 + 1.40 活载工况1 + 1.40 x 0.60 风载工况3(11) 1.20 恒载 + 1.40 x 0.70 活载工况1 + 1.40 风载工况2(12) 1.20 恒载 + 1.40 x 0.70 活载工况1 + 1.40 风载工况34 内力位移计算结果4.1 内力4.1.1 最不利内力各效应组合下最大支座反力设计值(单位：kN、kN.m)各效应组合下最大支座反力标准值(单位：kN、kN.m)4.1.2 内力包络及统计按轴力 N 最大显示构件颜色 (kN)轴力 N 最大的前 10 个单元的内力 (单位：m,kN,kN.m)按轴力 N 最小显示构件颜色 (kN)轴力 N 最小的前 10 个单元的内力 (单位：m,kN,kN.m)按弯矩 M2 最大显示构件颜色 (kN.m)弯矩 M2 最大的前 10 个单元的内力 (单位：m,kN,kN.m)按弯矩 M2 最小显示构件颜色 (kN.m)弯矩 M2 最小的前 10 个单元的内力 (单位：m,kN,kN.m)按弯矩 M3 最大显示构件颜色 (kN.m)弯矩 M3 最大的前 10 个单元的内力 (单位：m,kN,kN.m)按弯矩 M3 最小显示构件颜色 (kN.m)弯矩 M3 最小的前 10 个单元的内力 (单位：m,kN,kN.m)4.2 位移4.2.1 组合位移第 1 种组合Uz(mm)第 2 种组合Uz(mm)第 3 种组合Uz(mm)第 4 种组合Uz(mm)第 5 种组合Uz(mm)第 6 种组合Uz(mm)第 7 种组合Uz(mm)第 8 种组合Uz(mm)第 9 种组合Uz(mm)第 10 种组合Uz(mm)第 11 种组合Uz(mm)第 12 种组合Uz(mm)5 设计验算结果本工程有 1 种材料：Q345：弹性模量：2.06*105N/mm2；泊松比：0.30；线膨胀系数：1.20*10-5；质量密度：7850kg/m3。
钢结构算例算与思————基于GB50017-2012
1 使用软件的四个境界................................................................................................................... 3 1.1 这本书适合谁 ................................................................................................................... 3 1.2 阅读前的必要基础——勿在浮砂筑高台 ....................................................................... 3 1.3 摆布软件还是被软件摆布——练拳不练功，到老一场空 ........................................... 3 1.4 如何看待建筑结构软件——看看前辈们怎么说 ........................................................... 3 2 我国钢结构规范发展简史 ........................................................................................................... 3 2.1 规结 4-54 .....................................................................................
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荷载参数: N = 200.00kN
受力状态: 轴心受压
二、强度验算
构件截面的最大厚度为 11.00mm, 根据《钢结构设计规范》(GB50017-2012)表 5.4.1, f = 215.00N/mm2 , fy =235.00N/mm2 , fu =370.00N/mm2
t2 h
y r
x t1 x yB
两主轴平面内约束信息:
构件长度 顶端约束 底端约束
x 平面内
固接 固接
l = 6.00m
y 平面内
铰接 固接
示意图
计算长度系数 计算长度 回转半径
µx = 0.50 l0x = 3.00m ix = 10.32cm
µy = 0.70 l0y = 4.20m iy = 4.21cm
235
235
腹板净高 h0 与其厚度 tw 之比:
h0 = 200.00 = 28.57 <= min [ 21
235 + 0.42λ , 7
tw 7.00
235.00
式中, λ-------两主轴方向长细比的较大值; 根据规范 8.3.1-1, 腹板高厚比满足
235 + 50 ] = 62.90 235.00
2. 腹板高厚比验算
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λ fyk = 99.76 × 235.00 = 99.76 > 50
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< 1.00 × 0.7 × fu = 1.00 × 0.7 × 370.00 = 259.00 N/mm2 净截面断裂强度满足
三、整体稳定
按 8.2.1 进行计算 λx = l0x = 3.00 × 102 = 29.07
ix 10.32 λy = l0y = 4.20 × 102 = 99.76
根据规范公式 8.2. 1.00 × f = 1.00 × 215.00 = 215.00 N/mm2 ϕ A 0.556 × 55.49 × 102 整体稳定满足
四、局部稳定
1. 翼缘宽厚比验算
λ fyk = 99.76 × 235.00 = 99.76 > 70
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钢结构轴心受力构件计算书
项目名称_____________构件编号_____________ 设 计_____________校 对_____________审核_____________ 计算时间 2012 年 8 月 28 日（星期二）21:17
一、设计资料
依据规范:《钢结构设计规范》(GB50017-2012)(简称规范)、《建筑抗震设计规范》 (GB50011-2010)
235
235
翼缘板自由外伸宽度 b1 与其厚度 tf 之比:
b1 = 76.50 = 6.95 <= min [ 7
235 + 0.1λ , 7
tf 11.00
235.00
式中, λ-------两主轴方向长细比的较大值; 根据规范 8.3.1-2, 翼缘宽厚比满足
235 + 12 ] = 16.98 235.00
iy 4.21 双轴对称截面
根据《钢结构设计规范》(GB50017-2012)表 8.2.1-1, 对于 x 轴, 属于 a 类截面, 查附录 G, 得稳定系数 ϕx 为 0.964, 对于 y 轴, 属于 b 类截面, 查附录 G, 得稳定系数 ϕy 为 0.556,
ϕ = min(ϕx,ϕy) = 0.556 两个主轴方向的最大长细比为 99.76,不大于设定的长细比 150.00
1. 根据公式 8.1.1-1 验算毛截面屈服强度: σ = N= 200.00×103 = 36.04N/mm2 < 1.00 × f = 1.00 × 215.00 = 215.00 N/mm2
A 55.49×102 毛截面屈服强度满足
2. 根据公式 8.1.1-2 验算净截面断裂强度:
σ = N = 200.00×103 = 37.94N/mm2 An 52.72×102
计算方式: 根据轴力验算构件 构件参数:
中翼缘 H 型钢: HM250x175 毛截面面积: A = 55.49cm2 截面宽度: b = 175.00mm 截面高度: h = 244.00mm 净截面系数: 0.95 净截面面积: An = 52.72cm2 钢材牌号: Q235 钢材强度折减系数: 1.00 容许长细比: [λ] = 150.00