钢构节点计算实例
钢结构的计算方法
钢结构计算（我的计算方法，仅供参考）1、先算预埋件：以套计算以吨位计算：长度×该规格的理论重量2、钢柱：柱底板、节点板、牛腿并入钢柱，高强螺栓以套计算，理论重量×长度×榀数翼缘板＝（钢柱顶标高－柱底板板底标高）*翼缘板宽度*翼缘板的理论重量腹板＝（钢柱顶标高－柱底板板底标高）*（此腹板截面高度－两块翼缘板厚度）*腹板的理论重量3、钢梁：节点并入钢梁，高强螺栓以套计算4、檩条：C型：理论重量×（单根总长度+两端各加0.4）×根数Z型：理论重量×（各轴线段搭接+搭接长度）×根数檩托板计算，并入钢梁，普通螺栓以套计算具体详见节点图5、隅撑：长度＝（钢梁的高度h+檩条的高度之和）×√2，理论重量×长度×个数包含节点板普通螺栓以套计算6、系杆：轴线间长度×理论重量，包含节点板普通螺栓以套计算7、拉条：直拉条=（檩条间距+两端各加50mm）×该规格的理论重量斜拉条=√（檩条间距的平方+水平距离的平方）×该规格的理论重量撑杆=檩条间距×该规格的理论重量普通螺母以套计算，一根拉条有两个螺母8、水平支撑：斜长＝（开间长度a2+进深长度b2）的算数平方根，重量=长度×该规格的理论重量包含节点板普通螺栓以套计算9、柱间支撑：（同水平支撑）10、圆钢理论重量＝0.00617*d2钢板理论重量＝7.85*t角钢理论重量(kg/m)＝0.00795* t*（2 b－t）或者可以查五金手册〕圆管理论重量(kg/m)=0.02466*壁厚*(钢管直径-壁厚)槽钢理论重量(kg/m) ＝(h+2b- 2t)*t*0.00785〕。
钢结构节点计算
520 11
满足要求
）
GKL-1 螺栓参数 垂直剪力V(kN) 偏心距e(mm) 螺栓个数n 螺栓受力(kN) 加劲肋焊脚尺寸（mm） 焊缝长度（mm）
主次梁铰接（腹板
，单个螺栓抗剪承载力设计值为62.8kN 510 10 450 7
10.9级M20高强螺栓摩擦型单剪 137 230 6 68.23957 8 534
角焊缝强度设计值(MPa) 角焊缝强度验算
550 12 450 9
满足要求
主次梁铰接（腹板栓接） 10.9级M20高强螺栓摩擦型单剪连接，单个螺栓抗剪承载力设计值为62.8kN 次梁腹板高hw(mm) 螺栓间距(mm) 70 650 ymax(mm) 210 次梁腹板厚(mm) 12 ∑yi (mm ) 满足要求
2 2
137200
连接板高度(mm) 连接板厚度(mm)
）
GL-6与工梁 螺栓参数 垂直剪力V(kN) 偏心距e(mm) 螺栓个数n 螺栓受力(kN) 加劲肋焊脚尺寸（mm） 焊缝长度（mm） 角焊缝强度设计值(MPa) 角焊缝强度验算
主次梁铰接（腹板
，单个螺栓抗剪承载力设计值为62.8kN 468 10 380 8
10.9级M20高强螺栓摩擦型单剪 137 210 6 62.99784 8 540 160 57.50446
550 12 450 9
满足要求
主次梁铰接（腹板栓接） 10.9级M20高强螺栓摩擦型单剪连接，单个螺栓抗剪承载力设计值为62.8kN 螺栓间距(mm) ymax(mm) ∑yi (mm ) 满足要求
2 2
70 175 85750
次梁腹板高hw(mm) 次梁腹板厚(mm) 连接板高度(mm) 连接板厚度(mm)
钢结构节点计算
目录第8章节点设计原理 (1)§8-1 节点设计的原则 (1)§8-2 次梁与主梁的连接节点 (1)8.2.1 次梁与主梁铰接 (1)8.2.2 次梁与主梁刚接 (3)§8-3 梁与柱的连接节点 (3)8.3.1 梁与柱的铰接连接 (4)8.3.2 梁与柱的刚性连接 (5)8.3.3 梁与柱的半刚性连接 (9)§8-4 桁架与柱的连接节点 (10)8.4.1 桁架与柱的铰接连接 (10)8.4.2 桁架与柱的刚性连接 (12)§8-5 变截面柱的节点构造 (13)§8-6 柱脚节点 (15)8.6.1 柱脚的形式与构造 (15)8.6.2 轴心受压柱的柱脚计算 (17)8.6.3 框架柱的柱脚计算 (19)§8-7 支座节点 (28)8.7.1 支座节点的形式 (28)8.7.2 支座节点的设计 (30)§8-8 直接焊接管节点 (30)8.8.1 直接焊接管节点的构造形式 (30)8.8.2 相贯焊缝的计算 (32)8.8.3 直接焊接管节点的承载力计算 (33)第8章节点设计原理§8-1 节点设计的原则整个结构是由构件和节点（connection）构成的。
单个构件必须通过节点相连接，协同工作才能形成结构整体。
即使每个构件都能满足安全使用的要求，如果节点设计处理不恰当，连接节点的破坏，也常会引起整个结构的破坏。
可见，要使结构能够满足预定功能的要求，正确的节点设计与构件设计，两者具有同等的重要性。
由于连接节点受力状态较为复杂，不易精确地分析其工作状态。
所以，在节点设计时应遵循下列基本原则：（1）连接节点应有明确的传力路线和可靠的构造保证。
传力应均匀和分散，尽可能减少应力集中现象。
在节点设计过程中，一方面要根据节点构造的实际受力状况，选择合理的结构计算简图；另一方面节点构造要与结构的计算简图相一致。
避免因节点构造不恰当而改变结构或构件的受力状态，并尽可能地使节点计算简图接近于节点实际工作情况。
钢结构工程量计算式-2
三、LT（檩条）工程量：屋面檩条布置图（结施-09）LT-1数量：22*2=44根；LT-2数量：22*10=220根檩条规格：C180*60*20*2.5 ；单重：6.673Kg/m节点详图二（结施-13）LT-1重量=6.545*44*6.673节点详图二（结施-13）LT-2重量=6.24*220*6.673四、WLT（屋面拉条）工程量：屋面檩条布置图（结施-09）WLT1数量：16*12=192根；WLT2数量：12根屋面拉条规格：圆钢12 ；单重：0.888Kg/m节点详图二（结施-13）GJ-1示意图（结施-05）WLT1重量=（1.5+0.1）*192*0.888WLT2重量=（0.4+0.1）*12*0.888五、WXLT（屋面斜拉条）工程量：屋面檩条布置图（结施-09）边跨斜拉条数量：4*12=48节点详图二（结施-13）斜拉条规格：圆钢12屋面檩条布置图（结施-09）中间跨斜拉条数量：4*12=48边跨斜拉条重量=√（3.125-0.3）2+1.3752+0.1=3.24m*48*0.888 中间跨斜拉条重量=√（3.125-0.3）2+1.52+0.1=3.3m*48*0.888六、WCG（屋面撑杆）工程量：屋面檩条布置图（结施-09）边跨屋面撑杆数量：2*12=24根屋面檩条布置图（结施-09）中间跨屋面撑杆数量：2*12=24根节点详图二（结施-13）边跨屋面撑杆钢管重量=1.375*24*2.589边跨屋面撑杆钢筋重量=（1.375+0.1）*24*0.888中间跨屋面撑杆钢管重量=1.5*24*2.589中间跨屋面撑杆钢筋重量=（1.5+0.1）*24*0.888七、YC（隅撑）工程量：屋面檩条布置图（结施-09）边跨YC1数量=6*2+12*11=144YC2数量=2*2+4*11=48YC3数量=2*2+4*11=48规格：角钢50*5 单重=3.77Kg/m节点详图二（结施-13）YC1重量=（0.18+0.384）*1.414*3.77*144YC1节点板重量=0.11*0.12*6*7.85*144GJ-1示意图（结施-05）坡度系数=（703-384）/5165=0.06176YC2重量=（0.06176*1.153+0.384+0.18）*1.414*3.77*48 YC2节点板重量=0.11*0.12*6*7.85*48YC3重量=（0.06176*4.153+0.384+0.18）*1.414*3.77*48 YC3节点板重量=0.11*0.12*6*7.85*48八、GXG-1（钢系杆）工程量：屋面支撑平面布置图（结施-07）GXG-1 数量：N=6*12=72根节点1（结施-08）4-4剖面（结施-08）GXG-1详图（结施-08）GXG-1：钢管89*4长度L=6250-（160+10）*2=5910mm ; 钢管重量=5.91*8.385=49.56Kg*72/1000 节点板12厚重量G1=0.17*0.09*94.2=1.44Kg*72*2/1000节点板10厚重量G2=0.17*0.17*78.5=2.27Kg*72*2/1000GXG-1与屋架梁连接板10厚重量G3=0.147*0.384*78.5=4.43Kg*72*2/1000GXG-1与屋架梁连接板10厚重量（边跨外侧）G4=0.097*0.384*78.5=0.29Kg*6*2/1000九、边跨SC-1（水平支撑）工程量：屋面支撑布置图（结施-07）边跨SC-1数量：6个节点1（结施-08）SC-1距B轴线间距离：250mm节点2（结施-08）SC-1距A轴线间距离：250+450=700mm边跨SC-1长度L=√6.252+（5.75-0.7-0.25）2+0.15*2=8.18m；重量G=8.18*3.85*12/1000 角钢75*10重量: 0.1*60*11.089/1000十、中间跨SC-1（水平支撑）工程量：屋面支撑布置图（结施-07）中间跨SC-1数量：9个节点1（结施-08）中间跨SC-1距轴线间距离为：250mm中间跨SC-1长度L=√6.252+（6.0-0.25-0.25）2 +0.15*2=8.63m；重量G=8.63*3.85*18/1000十一、A轴及F轴墙架工程量：墙面支撑布置图（结施-10）C160*60*20*2.5 单重:6.28Kg/m节点7 （结施-10）A轴及F轴水平墙梁长度L1=6.25*12+0.26*2=75.52m；重量G1=（75.52*6*2-4）*6.28/1000A轴及F轴垂直墙梁高度H1=7.5-1.2=6.3m；重量G2=（6.3*46+4.5*4+3*2）*6.28/1000节点7 （结施-10）A轴及F轴墙梁连接板8mm厚（3-3剖面）：G3=0.16*0.2*62.8*6*13*2/10001轴及13轴墙梁连接板8mm厚（4-4剖面）：G4=0.26*0.2*62.8*（5*6*2+8）/1000十二、1轴及13轴墙架工程量：墙面支撑布置图（结施-11）1轴及13轴水平墙梁长度L2=29.5+0.175*2=29.85m；重量G5=（29.85*10+18*2-4）*6.28/1000 1轴及13轴垂直墙梁高度H2=（7.5-1-1.2）=5.3m；重量G6=（5.3*18+4.5*4+2*2）*6.28/10001轴山墙支撑布置图（结施-11）1轴及13轴墙顶角钢50*4长度L3=√（29.5/2+0.175）2+0.62=14.94m;重量G7=14.94*4*3.059/1000十三、1轴及13轴山墙支撑（GXG-2）工程量：1、13轴山墙支撑布置图（结施-11）数量：（GXG-2）4根；GXG-2 6根；钢管89*4重量G=（5.66*6+5.41*4）*8.385/1000 节点板10厚：0.17*0.17*78.5*20/1000节点板12厚：0.11*0.17*94.2*20/1000柱上连接板10厚：0.16*0.2*78.5*20/1000十四、A轴及F轴柱间支撑（ZC-1）工程量：A、F轴柱间支撑布置图（结施-08）数量：共6组；圆钢25长度L1=√6.252+（7.5-0.35-0.85）2 +0.15*2=9.17m；重量G1=9.17*3.85*12/1000 角钢75*10 重量G2=0.1*24*11.089/1000十五、A轴及F轴墙板工程量：建筑设计说明（建施-01）墙板转角详图（建施-02）A、F轴墙板面积S1=（75+0.34*2）*（7.5-1.2）*2=953.57平方米十六、1轴及13轴墙板工程量：1、13轴墙板面积S2=（29.5+0.335*2）*（7.5-1.2）*2+（29.5+0.335*2）*0.6=398.24平方米扣减门窗洞：M1 2樘：4*2.8*2=22.4平方米C1 23樘：2.65*1.8*23=109.71平方米C2 23樘：2.65*1*23=60.95平方米C3 5樘： 2.4*1.8*5=21.6平方米C4 9樘： 2.4*1*9=21.6平方米以上门窗洞面积合计：236.26平方米墙板面积合计=953.57+398.24-236.26=1115.55平方米十七、屋面彩板工程量：1-1剖面（建施-05）屋面板面积：长度=75+（0.1+0.16+0.08）*2+0.3*2=76.28m宽度=(√(29.5/2+0.175+0.16+0.08)2+0.62+0.3)*2=30.96m 面积=76.28*30.96=2361.63平方米南、北立面图（建施-04）十八、总结钢结构工程算量程序：。
钢结构计算例题
例题 8-1简支人字形屋架设计1、设计资料人字形屋架跨度30m，屋架间距12m，铰支于钢筋混凝土柱上。
厂房长度96m。
屋面材料为长尺压型钢板，屋面坡度1/10，轧制H型钢檩条（见例6-6）的水平间距为5m，基本风压为0.50kN/m2，屋面离地面高度约为20m，雪荷载为0.20kN/m2。
钢材采用Q235-B·F，焊条采用E43型。
2 屋架尺寸，支撑布置屋架计算跨度L=L－300=29700mm，端部及中部高度均取作2000mm。
屋架杆件几何长度见8－41，支撑布置见图8－42。
图8-41图8-423、荷载、内力计算及内力组合（1）永久荷载（水平投影面）101=0.1507kN/m2 压型钢板 0.15×10檩条自重 0.158kN/m2 屋架及支撑自重 0.20kN/m2合计0.509kN/m2(2)屋面均布活荷载或雪荷载(水平投影面)0.30kN/m2(3)风荷载：风荷载为1.25，屋面迎风面的体形系数为－0.6，背风面为－0.5，所以负风压的设计值（垂直于屋面）为迎风面：=-1.4×0.6×1.25×0.50=－0.525kN/m21背风面：2ω=-1.4×0.5×1.25×0.50=－0.4375kN/m 21ω的垂直水平面的分力已略超过荷载分项系数取1.0时的永荷载垂直于屋面的分量（0.507kN/m 2）。
这里不计风荷载，而将所有拉杆的长细比控制在250以内。
（4）上弦节点集中荷载的设计值为Q=（1.2×0.509+1.4×0.30）×5×12=61.70kN （5）内力计算跨度中央每侧各二根腹杆按压杆控制其长细比，不考虑半跨荷载作用情况，只计算全跨满载时的杆件内力。
因杆件较少，以数解法（截面法、节点法）求出各杆件内力见图8-41。
4、杆件截面选择腹杆最大内力N=260.0kN ，查表8-4，选用中间节点板厚度t=10mm ，支座节点板厚度t=10mm 。
强节点弱构件-钢结构梁柱节点连接计算
Q390(rR=1.11)
350
205
Q420(rR=1.11)
380
220
板厚16<t<35mm
牌号 Q235 Q345
N/mm2
抗拉、抗压
、抗弯 f
抗剪 fv
205
120
295
170
Q390 Q420
335
190
360
210
屈服 235 345
390 420
屈服 235 345
390 420
高强螺栓预
ftw （N/mm2）
295
lp=ln-2x 塑性铰间距 离(m)
ln 梁净跨(m) x=a+0.5b (m)
a (mm) b (mm)
盖板计算
9.214 10.4 0.593 420 346
考虑腹板 盖板面积 (mm2) 受弯
上盖板 下盖板
盖板厚度 (mm) 计算 值
盖板厚度(mm) 取值 宽度
选取螺栓个数
8476 875.2181597 6.273965302
8
螺栓容许间距 （mm）
输入数据
板厚（腹板） t （mm）
13
螺栓直径 d （mm）
20
计算结果
中心间距
外排
中间排
垂直内力方向
顺内力方向
构件受压
构件受拉
MAX
MIN
156
63
312
63
234
63
312
63
中心至构件边缘距离
MAX
MIN
666.8918785
M=Mmaxb+Vx NV1y Iw
1806.877439 83.36148482 300265125.3
18米跨度钢结构带节点详图
一、设计资料：1.某厂房总长度60m ，跨度为18m.，柱距6m 。
车间内设有两台30/5吨中级工作制吊车。
屋架端高1900mm,屋面坡度为1/10,置于钢筋混凝土柱上，上柱截面400x400，柱的混凝土强度等级为C25，无檩屋盖体系，采用1.5×6.0m 。
计算最低温度-200C 。
采用1.5×6.0m 预应力混凝土大型屋面板和卷材屋面。
二、结构形式与布置图：屋架支撑布置图如下图所示。
02279a.18米跨屋架(几何尺寸)b.18米跨屋架全跨单位荷载作用下各杆件的内力值Aacege'c'a'+2.5370.000-4.371-5.636-4.551-3.357-1.8500.00-4.754-1.862+0.615+1.17+1.344+1.581+3.158+0.540-1.632-1.305-1.520-1.748-1.0-1.0+0.4060.000.00-0.5+5.325+5.312+3.967+2.637+0.933BC DE FGF 'E 'D 'C 'B 'A '0.5 1.0 1.01.01.0 1.0 1.0c . 18米跨屋架半跨单位荷载作用下各杆件的内力值四、荷载计算与组合1、荷载计算预应力混凝土大型屋面板 1.40kN/㎡×1.35=1.89kN/m 2 三毡四油防水层 0.4kN/㎡×1.35=0.54kN/m 2 找平层（20mm 厚） 0.4kN/㎡×1.35=0.54kN/m 2 泡沫混凝土保温层 （80mm ） 0.48kN/㎡×1.35=0.648kN/m 2 钢屋架和支撑自重 （0.12+0.011×30）×1.35=0.608kN/㎡ 管道荷载 0.1×0.35=0.135 kN/㎡ 永久荷载总和 4.361 kN/㎡屋面活荷载 0.5×1.4=0.7kN/㎡ 积灰荷载 0.5×1.4=0.7kN/㎡ 可变荷载总和 1.4 kN/㎡2、荷载组合计算屋架杆内力时，应考虑如下三种荷载组合：1全跨永久荷载+全跨可变荷载F=（4.361+1.4）×1.5×6=51.849kN2全跨永久荷载+半跨可变荷载全跨节点永久荷载：F1=4.361×1.5×6=39.249 kN半跨节点可变荷载：F2=1.4×1.5×6=12.6 kN3全跨屋架（包括支撑）自重+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载全跨节点屋架自重：F3=0.608×1.5×6=5.47kN半跨节点屋面板自重及活荷载：F4=（1.89+0.5）×1.5×6=21.51 kN四、杆件截面设计腹杆最大内力，N=448.43kN（压），由屋架节点板厚度参考可知：支座节点板刚度取12mm；其余节点板与垫板厚度取10mm。
钢结构节点计算
“梁梁拼接全螺栓刚接”节点计算书====================================================================计算软件：MTS钢结构设计系列软件MTSTool v3.5.0.0计算时间：2012年12月02日16:53:51==================================================================== H1100梁梁拼接全螺栓刚接一. 节点基本资料节点类型为：梁梁拼接全螺栓刚接梁截面：H-1100*400*20*34，材料：Q235左边梁截面：H-1100*400*20*34，材料：Q235腹板螺栓群：10.9级-M20螺栓群并列布置：10行；行间距70mm；2列；列间距70mm；螺栓群列边距：50 mm，行边距50 mm翼缘螺栓群：10.9级-M20螺栓群并列布置：2行；行间距70mm；4列；列间距70mm；螺栓群列边距：45 mm，行边距50 mm腹板连接板：730 mm×345 mm，厚：16 mm翼缘上部连接板：605 mm×400 mm，厚：22 mm翼缘下部连接板：605 mm×170 mm，厚：24 mm梁梁腹板间距为：a=5mm节点前视图如下：节点下视图如下：二. 荷载信息设计内力：组合工况内力设计值工况N(kN) Vx(kN) My(kN·m) 抗震组合工况1 0.0 115.4 152.3 否组合工况2 0.0 135.4 172.3 是三. 验算结果一览验算项数值限值结果承担剪力(kN) 6.77 最大126 满足列边距(mm) 50 最小33 满足列边距(mm) 50 最大88 满足外排列间距(mm) 70 最大176 满足中排列间距(mm) 70 最大352 满足列间距(mm) 70 最小66 满足行边距(mm) 50 最小44 满足行边距(mm) 50 最大88 满足外排行间距(mm) 70 最大176 满足中排行间距(mm) 70 最大352 满足行间距(mm) 70 最小66 满足净截面剪应力比0.066 1 满足净截面正应力比0.000 1 满足净面积(cm^2) 163 最小162 满足承担剪力(kN) 8.93 最大140 满足极限受剪(kN·m) 9450 最小7670 满足列边距(mm) 45 最小44 满足列边距(mm) 45 最大88 满足外排列间距(mm) 70 最大176 满足中排列间距(mm) 70 最大352 满足列间距(mm) 70 最小66 满足行边距(mm) 50 最小33 满足行边距(mm) 50 最大88 满足外排行间距(mm) 70 最大176 满足中排行间距(mm) 70 最大352 满足行间距(mm) 70 最小66 满足净截面剪应力比0.000 1 满足净截面正应力比0.021 1 满足净面积(cm^2) 129 最小106 满足净抵抗矩(cm^3) 13981 最小13969 满足抗弯承载力(kN·m) 6485.0 最小6055.8 满足抗剪承载力(kN) 3516.1 最小2813.2 满足孔洞削弱率(%) 21.71% 最大25% 满足四. 梁梁腹板螺栓群验算1 螺栓群受力计算控制工况：组合工况2，N=0 kN；V x=135.4 kN；M y=172.3 kN·m；2 腹板螺栓群承载力计算列向剪力：V=135.4 kN螺栓采用：10.9级-M20螺栓群并列布置：10行；行间距70mm；2列；列间距70mm；螺栓群列边距：50 mm，行边距50 mm螺栓受剪面个数为2个连接板材料类型为Q235螺栓抗剪承载力：N vt=N v=0.9n fμP=0.9×2×0.45×155=125.55kN计算右上角边缘螺栓承受的力：N v=135.4/20=6.77 kNN h=0 kN螺栓群对中心的坐标平方和：S=∑x2+∑y2=833000 mm2N mx=0 kNN my=0 kNN=[(|N mx|+|N h|)2+(|N my|+|N v|)2]0.5=[(0+0)2+(0+6.77)2]0.5=6.77 kN≤125.55，满足3 腹板螺栓群构造检查列边距为50，最小限值为33，满足！列边距为50，最大限值为88，满足！外排列间距为70，最大限值为176，满足！中排列间距为70，最大限值为352，满足！列间距为70，最小限值为66，满足！行边距为50，最小限值为44，满足！行边距为50，最大限值为88，满足！外排行间距为70，最大限值为176，满足！中排行间距为70，最大限值为352，满足！行间距为70，最小限值为66，满足！。