钢构件设计与计算
钢结构设计计算公式及计算用表
钢结构设计计算公式及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/T700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。
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1采用。
钢铸件的强度设计值应按表2采用。
连接的强度设计值应按表3~5采用。
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。
2钢铸件的强度设计值（N/mm2）表2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。
钢构预算文档
贴一下金属结构定额计算规则，不知是否有参考意义。
一、金属结构构件制作按设计图示钢材尺寸以吨计算，不扣除孔眼、切边的重量，焊条、铆钉、螺栓等重量已包括在项目内不另计算。
在计算不规则或多边形钢板重量时按其最小外接矩形面积计算。
二、实腹柱、吊车梁、H型钢按图示尺寸计算，其中腹板及翼板宽度按每边增加10mm计算。
三、计算钢柱制作工程量时，依附于柱上的牛腿及悬臂梁的重量应并入柱身的重量内。
四、计算吊车梁制作工程量时，依附于吊车梁的连接钢板重量并入吊车梁重量内，但依附于吊车梁上的钢轨、车挡、制动梁的重量，应另列项目计算。
五、单梁悬挂起重机轨道工字钢含量及垃圾斗、出垃圾门的钢材含量，项目规定与设计不同时，可按设计规定调整，其他不变。
六、计算钢屋架制作的工程量时，依附于屋架上的檩托、角钢重量并入钢屋架重量内。
七、计算钢托架制作工程量时，依附于托架上的牛腿或悬臂梁的重量应并入钢托架重量内。
八、计算钢墙架制作工程量时，墙架柱、墙架梁及连系拉杆重量并入钢墙架重量内。
九、计算天窗挡风架制作工程量时，柱侧挡风板及挡雨板支架重量并入天窗挡风架重量内，天窗架应另列项目计算，天窗架上的横挡支爪、檩条爪应并入天窗架重量计算。
十、钢支撑制作项目包括柱间、屋架间水平及垂直支撑以吨为单位计算。
十一、计算钢平台制作工程量时，平台柱、平台梁、平台板（花纹钢板或箅式）、平台斜撑、钢扶梯及平台栏杆等的重量，应并入钢平台重量内。
十二、钢制动梁的制作工程量包括制动梁、制动桁架、制动板重量。
十三、钢漏斗制作工程量，矩形按图示分片，圆形按图示展开尺寸，并依钢板宽度分段计算，依附漏斗的型钢并入漏斗重量内计算。
十四、球节点钢网架制作工程量按钢网架整个重量计算，即钢杆件、球节点、支座等重量之和，不扣除球节点开孔所占重量。
四、金属结构运输工程量等于金属构件的安装工程量。
金属构件拼装及安装工程量应按构件制作工程量另加1.5%焊条重量计算。
十、平台安装工程量包括平台柱、平台梁、平台板、平台斜撑等。
钢结构设计与计算
钢结构设计与计算钢结构设计和计算是设计和施工钢结构的关键环节，是实现钢结构安全、可靠、有效的主要手段。
钢的性能决定了钢结构设计和施工所需要达到的要求，以确保钢结构符合设计和施工要求，满足用户需求。
因此，钢结构设计和施工必须考虑钢的强度、刚性、疲劳强度、抗震性能以及其它性能，确定基础钢种、构件型号、节点形式等。
钢结构设计和计算的基本原理与钢结构理论及二维和三维结构力学分析相关，但实际设计和计算中，则主要考虑钢结构的强度、稳定等设计要求，以选择钢种和构件，设计构件尺寸和形状，钢材表面防腐处理，节点和刚架组合等。
钢结构设计和计算的基本步骤包括：（1）工程设计：设计完成钢结构草图，确定主要构件型号，尺寸，简图图号；（2）结构性能分析：通过结构强度、稳定性、抗震性能等性能分析，选择和处理节点，构件型号，尺寸及其形状；（3）材料选择：根据构件和节点型号，尺寸，形状及结构性能要求，确定基础钢种，检验和评定；（4）节点及防护装置设计：根据构件型号，尺寸，形状及结构性能要求，设计钢结构的节点和防护装置；（5）施工图绘制：绘制施工图，其中包括构件图，节点图及防护装置图，以供施工；（6）计算校核：根据构件型号，尺寸，形状及结构性能要求，进行计算校核，确保结构安全，可靠，有效。
以上是钢结构设计与计算的基本内容，以保证结构设计准确、可靠、符合用户需求，有效提高钢结构的安全性和可靠性。
此外，钢结构的设计和施工还应配合不断发展的钢结构新技术，提出合理的建议，同时精心细致地认真钢结构施工，确保质量，改善结构性能，使之能长期正常运行。
最后，钢结构设计和施工还应考虑钢结构的经济性，综合考虑钢结构的设计成本和施工成本，为客户提供更优质的服务。
总之，钢结构设计与计算是一门深入研究的重要课题，钢结构设计与计算要求具备设计、施工知识的专业人员，充分利用理论和计算机进行计算模拟，才能确保钢结构的可靠性，实现安全稳定提高经济效益。
钢结构工程量计算方法及规则【最新版】
钢结构工程量计算方法及规则钢结构油漆面积是按照钢材实际展开面积计算序号钢材类别截面面积计算公式代号说明1、圆钢、圆盘条、钢丝F=0.785 4d2 d-外径2、方钢F=a2 a-边宽3、圆角方钢F=a2-0.858 4r2 a-边宽,r-圆角半径4、六角钢F=0.866a2=2.598s2 a-对边距离s-边宽5、八角钢F=0.828 4a2=4.828 4s26、等边角钢F=d(2b-d)+0.214 6(r2-2r)钢结构工程量计算方法及规则金属结构工程(一)钢屋架、钢网架(1)按设计图示尺寸以钢材重量计算，不扣除孔眼、切边、切肢的重量，焊条、铆钉、螺栓等重量不另增加。
(2)不规则或多边形钢板，以其外接规则矩形面积计算。
(3)钢网架应区分球形结点、钢板结点等连接形式。
(4)计量单位为t。
(二)钢托架，钢桁架(1)按设计图示尺寸以钢材重量计算。
不扣除孔眼、切边、切肢的重量，焊条、铆钉、螺栓等重量不另增加。
(2)不规则或多边形钢板，以其外接矩形面积计算。
(3)计量单位为t。
(三)钢柱、钢梁(1)按设计图示尺寸以钢材重量计算。
不扣除孔眼、切边、切肢的重量，焊条、铆钉、螺栓等重量不另增加。
不规则或多边形钢板，以其外接矩形面积计算。
具体包括实腹柱、空腹柱、钢管柱、钢梁及钢吊车梁等。
计量单位为t。
(2)依附在钢柱上的牛腿等并入钢柱工程量内。
(3)钢管柱上的节点板、加强环、内衬管、牛腿等并入钢管柱工程量内。
(4)设计规定设置钢制动梁、钢制动桁架、车挡时，其工程量应并入钢吊车梁内。
(四)压型钢板楼板，墙板压型钢板楼板:按设计图示尺寸以铺设水平投影面积计算，柱、垛以及0.3m2以内孔洞面积不扣除。
计量单位为m2。
压型钢板墙板:按设计图示尺寸以铺挂面积计算。
0.3m2以内孔洞面积不扣除，包角、包边、窗台泛水等面积不另计算。
计量单位为m2。
压型钢板楼板浇筑钢筋混凝土，混凝土和钢筋按混凝土及钢筋混凝土中的有关规定计算。
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。
钢结构设计规范·轴心受力构件和拉弯、压弯构件的计算·拉弯构件和压弯构
4.1.1在主平面内受弯的实腹构件(考虑腹板屈曲后强度者参见本规范第4.4.1条)，其抗弯强度应按下列规定计算:`(M_x)/(γ_xW_(nx))+(M_y)/(γ_xW_(ny))≤f`（4.1.1）式中M x、M y——同一截面处绕x轴和y轴的弯矩(对工字形截面：x轴为强轴，y轴为弱轴);Wｎｘ、Wｎｙ——对x轴和y轴的净截面模量;γx、γy——截面塑性发展系数;对工字形截面γy=1.20;对箱形截面，γX=Y y=1.05;对其他截面，可按表5.2.1采用;f——钢材的抗弯强度设计值。
当梁受压翼缘的自由外伸宽度与其厚度之比大于13`sqrt(235//f_y)`而不超过15`sqrt(235//f_y)`时，γx=1.0。
f y应取为钢材牌号所指屈服点。
对需要计算疲劳的梁，宜取γx=γy=1.0。
4.1.2在主平面内受弯的实腹构件(考虑腹板屈曲后强度者参见本规范第4.4.1条)，其抗剪强度应按下式计算:`τ=(VS)/(It_w)`(4.1.2)式中V——计算截面沿腹板平面作用的剪力;S——计算剪应力处以上毛截面对中和轴的面积矩;I——毛截面惯性矩;t w——腹板厚度;fv——钢材的抗剪强度设计值。
4.1.3当梁上翼缘受有沿腹板平面作用的集中荷载、且该荷载处又未设置支承加劲肋时，腹板计算高度上边缘的局部承压强度应按下式计算:`σ_c=(varphiF)/(t_wl_z)≤f`(4.1.3-1)式中F——集中荷载，对动力荷载应考虑动力系数;ψ——集中荷载增大系数;对重级.工作制吊车梁ψ=1. 35;对其他梁，ψ=1.0；l z——集中荷载在腹板计算高度上边缘的假定分布长度，按下式计算:l2=a+5h y+2h R ( 4.1.3-2 )a——集中荷载沿梁跨度方向的支承长度，对钢轨上的轮压可取50mm;h y——自梁顶面至腹板计算高度上边缘的距离;h R——轨道的高度，对梁顶无轨道的梁h R=0;f——钢材的抗压强度设计值。
钢构建筑面积计算规则
钢构建筑面积计算规则
钢构建筑面积计算规则可以根据实际情况确定，一般可以参考以下几个方面：
1. 原则：按照实际建筑的外部轮廓计算面积，不包括非钢结构部分。
2. 材料：根据钢构件的尺寸、数量和形状进行计算。
例如，如果是钢框架建筑，可以根据每根钢柱和钢梁的长度和截面积计算总面积。
3. 高度：在计算过程中，需要考虑建筑的高度，因为钢构建筑通常有多层的结构。
每个楼层的面积需要分别计算，并相加得出总面积。
4. 附属设施：钢构建筑中常常包括其他附件设施，如楼梯、天井等。
这些附件设施的面积也需要计算并加入总面积。
5. 结构设计：建筑结构设计中的其他细节，如檐口、墙体和地面厚度等，也需要计算并纳入总面积。
需要注意的是，钢构建筑面积的计算规则可能因不同国家或地区的规范和标准而有所不同。
因此，在具体计算过程中，可能需要参考相关的国家或地区的建筑规范和标准。
钢结构设计轴心受力构件截面强度计算
钢结构设计轴心受力构件截面强度计算7.1.1 轴心受拉构件，当端部连接及中部拼接处组成截面的各板件都由连接件直接传力时，其截面强度计算应符合下列规定：1 除采用高强度螺栓摩擦型连接者外，其截面强度应采用下列公式计算：2 采用高强度螺栓摩擦型连接的构件，其毛截面强度计算应采用式（7.1.1-1），净截面断裂应按下式计算：3 当构件为沿全长都有排列较密螺栓的组合构件时，其截面强度应按下式计算：式中：N——所计算截面处的拉力设计值(N)；f——钢材的抗拉强度设计值(N／mm2)；A——构件的毛截面面积(mm2；A n——构件的净截面面积，当构件多个截面有孔时，取最不利的截面(mm2)；f u——钢材的抗拉强度最小值(N／mm2)；n——在节点或拼接处，构件一端连接的高强度螺栓数目；n1——所计算截面(最外列螺栓处)高强度螺栓数目。
7.1.2 轴心受压构件，当端部连接及中部拼接处组成截面的各板件都由连接件直接传力时，截面强度应按本标准式(7.1.1-1)计算。
但含有虚孔的构件尚需在孔心所在截面按本标准式(7.1.1-2)计算。
7.1.3 轴心受拉构件和轴心受压构件，当其组成板件在节点或拼接处并非全部直接传力时，应将危险截面的面积乘以有效截面系数η，不同构件截面形式和连接方式的η值应符合表7.1.3的规定。
表7.1.3 轴心受力构件节点或拼接处危险截面有效截面系数条文说明7.1.1 原规范在条文说明中给出了式(7.1.1-1)和式(7.1.1-2)，并指出“如果今后采用屈强比更大的钢材，宜用这两个公式来计算，以确保安全”。
当前，屈强比高于0.8的Q460钢已开始采用，为此，用这两个公式取代了净截面屈服的计算公式。
对于Q235和Q345钢，用这两个公式可以节约钢材。
当沿构件长度有排列较密的螺栓孔时，应由净截面屈服控制，以免变形过大。
7.1.2 轴压构件孔洞有螺栓填充者，不必验算净截面强度。
7.1.3 有效截面系数是考虑了杆端非全部直接传力造成的剪切滞后和截面上正应力分布不均匀的影响。
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(1)腹板仅配置支承加劲肋(或尚有中间横向加劲肋)而考虑屈曲后强 度的工字形截面焊接组合梁，应按下式验算抗弯和抗剪承载能力:
( V 1)2 M M f 1
0.5Vu
Meu M f
Mf
(Af 1
h12 h2
1)受压翼缘与横向加劲肋之间的区格:
( )2 ( c )2 1.0
cr1
cr1
c,cr1
2)受拉翼缘与纵向加劲肋之间的区格:
( 2 )2 ( 2 )2 c2 1.0
cr2
cr2
c,cr2
（3-20） （3-21）
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第一节钢构件的计算
式中：
σ2：所计算区格内由平均弯矩产生的腹板在纵向加劲肋处的弯曲压 应力;
第三章钢构件设计与计算
第一节 钢构件的计算 第二节 柱、梁的设计 第三节 钢屋盖的设计
第一节钢构件的计算
一、受弯构件的计算
(一)受弯构件的强度计算 1.正应力计算 承受静力荷载或间接承受动力荷载时:
Mx My f
xWnx yWny
直接承受动力荷载时：
Mx My f Wnx Wny
（3-1）
(
)(
)2
σ -------所计算腹板区格内，由平均弯矩产生的腹板计算高度边缘的 弯曲压应力;
τ -------所计算腹板区格内，由平均剪力产生的腹板平均剪应力；
σc- ------所腹板计算高度边缘的局部压应力。
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第一节钢构件的计算
(3)同时用横向加劲肋和纵向加劲肋加强的腹板，其局部稳定性应按 下列公式计算:
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第一节钢构件的计算
除上述情况外，在最大刚度主平面内受弯的构件，其整体 稳定性应按下式计算:
Mx f
bWx
(3-8)
Mx------绕强轴作用的最大弯矩; Wx -----按受压纤维确定的梁毛截面模量; φb -----梁的整体稳定性系数。
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第一节钢构件的计算
c
F
twlz
f
(3-4)
lz a 5hy 2hR
(3-5)
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第一节钢构件的计算
F------集中荷载，对动力荷载应考虑动力系数; φ ----集中荷载增大系数;对重级工作制起重机梁， φ =1. 35;对其
他梁， φ =1. 0; Lz ------集中荷载在腹板计算高度上边缘的假定分布长度; A------集中荷载沿梁跨度方向的支承长度，对钢轨上的轮压可取50
剪强度应按下式计算:
VS Itw
fv
(3-3)
式中 V------截面沿腹板平面作用的剪力;
S-------剪应力处以上毛截面对中和轴的面积矩;
I-------毛截面惯性矩;
tw -----腹板厚度; fv-----钢材的抗剪强度设计值
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第一节钢构件的计算
3.局部压应力计算
当梁上翼缘受沿腹板平面作用的集中荷载，且该荷载处又 未设置支承加劲肋时，腹板计算高度上边缘的局部承压强度应按式 (3-4)计算:
(三)受弯构件的局部稳定性计算 1.不考虑腹板屈曲后强度的受弯构件设计 (1)不考虑屈曲后强度组合梁腹板配置加劲肋应符合下列规定:
1)当h0 / tw 80 235 / fy 时，对有 局部 压应 力（ c 0）的梁 ，
应 按 照 构 造 配 置 横 向 加劲 肋 ；
但对无局部压应力（ c 0）的梁，可不配置加劲肋。
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第一节钢构件的计算
(二)受弯构件的整体稳定性计算 梁的整体稳定性计算是使梁的最大弯曲纤维压应力小于或等
于使梁侧扭失稳的临界应力，从而保证梁不致因侧扭而失去整体 稳定性。符合下列情况之一时，可不计算梁的整体稳定性: (1)有铺板(各种钢筋混凝土板和钢板)密铺在梁的受压翼缘上并与 其牢固相连、能阻止梁受压翼缘的侧向位移时。 (2)H型钢或等截面工字形简支梁受压翼缘的自由长度l1与其宽度b1 之比不超过表3-1所规定的数值时。 (3)箱形截面简支梁截面尺寸满足h/b0≤6, l1/b0≤95(235/fy)，可不计 算整体稳定性。
mm; hy ------自梁顶面至腹板计算高度上边缘的距离; hR ------轨道的高度，对梁顶无轨道的梁hR =0； f ------钢材的抗压强度设计值。
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第一节钢构件的计算
4.折算应力计算 在梁的腹板计算高度边缘处，若同时受较大的正应力、剪应
力和局部压应力，或同时受较大的正应力和剪应力(如连续梁中部支 座处或梁的翼缘截面改变处等)时，其折算应力应按式(3-6)计算:
（3-2）
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第一节钢构件的计算
式中：Mx, My-----绕x轴和y轴的弯矩; Wnx，Wny----- 对x轴和y轴的净截面抵抗矩; f-----钢材的抗弯强度设计值; γx , γy ------截面塑性发展系数;
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第一节钢构件的计算
2.剪应力计算
在主平面内受弯的实腹构件(不考虑腹板屈曲后强度)，其抗
2 c2 c 3 2 1 f
M In
y1
(3-6) (3-7)
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第一节钢构件的计算
σ、τ、σc ----腹板计算高度边缘同一点上同时产生的正应力、剪 应力和局部压应力，
In ----梁净截面惯性矩; y1 ----所计算点至梁中和轴的距离; β1----计算折算应力的强度设计值增大系数;当σ与σc异号时， 取β1 =1.2;当σ与σc同号或σc =0时，取β1 =1. 1。
2） 当h0 / tw 80 235 / fy 时, 应配 置加 劲肋 。 任 何 情 况 下 ，h0 / tw均 不 应 该 超 过250。
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第一节钢构件的计算
3)梁的支座处和上翼缘有较大固定集中荷载处，宜设置支承加劲肋。 (2)仅配置横向加劲肋的腹板，其各区格的局部确定应按下式计算:
Af 2h2 ) f
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（3-22） （3-23）
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第一节钢构件的计算
M、V------梁的同一截面上同时产生的弯矩和剪力设计值; Mf -----梁两翼缘所承担的弯矩设计值;
Afl、 h1 -----较大翼缘的截面积及其形心至梁中和轴的距离; Af2 、h2 -----较小翼缘的截面积及其形心至梁中和轴的距离; Meu、Vu -----梁抗弯和抗剪承载力设计值。