整体结构中构件计算长度
教你如何钢结构算量
引言概述：钢结构算量是设计和构建钢结构的重要环节，也是确保结构安全和经济的关键。
本文将介绍如何进行钢结构的算量工作，以便读者能够掌握钢结构算量的基本方法和技巧。
正文内容：一、材料的算量1.确定材料清单：根据设计图纸和规范要求，列出结构中需要使用的钢材种类和数量。
2.计算钢材的重量：根据不同的钢材种类和规格，通过相关公式或者查表方法，计算出每种钢材的重量。
二、构件的算量1.确定构件清单：根据设计图纸，确定结构中需要的构件种类和数量。
2.计算构件的长度：根据构件的形状和布置方式，通过测量或者计算方法，确定每种构件的实际长度。
3.计算构件的截面积：根据结构设计要求，通过相关公式或者查表方法，计算出每种构件的截面积。
三、连接件的算量1.确定连接件清单：根据设计图纸和规范要求，列出结构中需要使用的连接件种类和数量。
2.计算连接件的数量：根据连接件的使用要求和构件的布局情况，计算出每种连接件的数量。
四、焊接材料的算量1.确定焊接材料清单：根据设计图纸和规范要求，列出结构中需要使用的焊接材料种类和数量。
2.计算焊接材料的用量：根据焊接接头的数量和大小，通过相关公式或者查表方法，计算出每种焊接材料的用量。
五、保护层的算量1.确定保护层的种类和厚度：根据结构设计要求和规范要求，确定结构中需要使用的保护层种类和厚度。
2.计算保护层的面积：根据结构的形状和尺寸，通过相关公式或者计算方法，计算出保护层的面积。
总结：本文通过详细介绍了钢结构算量的基本方法和技巧，包括材料的算量、构件的算量、连接件的算量、焊接材料的算量和保护层的算量。
只有掌握了这些基本知识和技能，才能够准确、高效地进行钢结构的算量工作。
钢结构算量不仅要求精确性和细致性，还需要结构工程师具备扎实的理论基础和丰富的实践经验，只有这样才能够保证结构的安全和经济。
门钢 钢构件计算长度
门钢钢构件计算长度摘要：一、引言二、门钢的概念和分类三、门钢钢构件计算长度的方法1.计算公式2.参数及单位四、实际应用案例分析五、总结正文：一、引言门钢是建筑行业中常用的一种钢材，主要用于制作建筑物的门窗。
钢构件计算长度是门钢加工和安装过程中的关键环节，计算结果的准确性直接影响到建筑物的整体质量和美观度。
本文将详细介绍门钢的概念、分类以及钢构件计算长度的方法。
二、门钢的概念和分类门钢，又称门窗钢，是指用于制作建筑门窗的钢材。
根据材质和用途的不同，门钢可分为以下几类：1.低碳钢：含碳量较低，具有良好的可塑性和可锻性，适用于制作简单的门窗。
2.高强度钢：具有高强度和耐磨性，适用于制作高强度、耐磨损的门窗。
3.不锈钢：具有良好的耐腐蚀性，适用于制作防腐蚀、耐磨损的门窗。
三、门钢钢构件计算长度的方法1.计算公式门钢钢构件计算长度的公式为：L = (W + 2 × T) × π × (1 + 0.00002 × ΔL)其中，L 为钢构件长度，W 为门窗宽度，T 为门窗厚度，ΔL 为钢材厚度变动量。
2.参数及单位在计算过程中，门窗宽度和厚度的单位为毫米（mm），钢材厚度的单位为米（m），计算结果的单位为毫米（mm）。
四、实际应用案例分析以一扇宽1 米、厚0.5 米的不锈钢防盗门为例，假设钢材厚度变动量为0.02 米，代入公式进行计算：L = (1000 + 2 × 50) × 3.14159 × (1 + 0.00002 × 0.02)L ≈ 1010.3242 × 1.00002L ≈ 1010.32424因此，该不锈钢防盗门的钢构件长度约为1010.32424 毫米。
五、总结本文详细介绍了门钢的概念、分类以及钢构件计算长度的方法。
通过实际案例分析，展示了计算过程的步骤和结果。
钢结构计算长度的取值概述
钢结构计算长度的取值概述钢结构最主要的破坏常常不是强度问题，而是失稳。
所以构件的稳定性计算显得尤为重要。
我国的计算构件稳定性的方法可以简单的概括为：计算长度法+一阶分析。
计算长度法是对整体稳定计算的简化，用构件的稳定来保证结构的稳定。
假设结构中某一构件失稳了，但结构却不一定失稳，计算长度法是先保证每个构件都是稳定的，从而保证结构的稳定。
是不是有点偏安全了？呵呵。
这里不讨论受弯构件的计算长度，也不讨论桁架类杆件的计算长度。
原因：1）、受弯构件（梁）在受压区基本上都会有楼板，一般不会产生侧向失稳，除非梁截面高度特别大；2）、桁架类杆件的计算长度规范有明确规定，直接可以查到。
需要做推导的是受压杆件的计算长度取值。
我国规范推导计算长度系数的模型是两横一竖模型（左右上下各一根梁，上中下各一根柱）。
这也是同我国的结构设计理论相适应的。
在绝大部分情况下能够保证结构的安全使用。
《钢结构设计规范》把柱构件分为三类，即1——无侧移框架柱；2——有侧移框架柱；3——阶柱。
附录P134~145分别给出了柱子的计算长度系数的取值。
这些数据的来源可以看P224的条文，他必须是建立在多条前提假设的情况下，实际上并非所有假设都很理想。
所以在计算长度系数表格下面的注解力有一系列的情况取值。
要特别注意。
对于等截面框架柱，规范规定以K1、K2来确定计算长度系数。
K值得取得：即在“两横一竖模型”下，经过两次计算。
第一次，K等于柱端横梁线刚度之和与柱线刚度的比值；第二次，第二次，根据横梁远端的连接节点情况，或固或铰，分别乘以系数。
这些在表下方注1里有描述。
这些足以说明在结构设计时，对杆件的选择和节点的设计对于计算结果的准确性是十分的重要的，一旦设计部符合我们取值时的假设，则计算结果也将是错误的。
很多人对钢结构的计算长度取值感到很迷惘，我感觉只要在设计时依据我们的取值假设，小心设计，结构的安全性是有把握控制好的。
加油！加油。
建筑结构设计计算长度的有关问题
2ul
(
)(
)2
(l
u ) ul( )2
( )4
ul
sin(
)
(l
u
)(
)2
(l
u
)(
)4
2ul
cos(
)
0
或
(3.3.1b)
2ul
(
)(
)2
(l
u ) ul( )2
/
( )4
/
ul
sin(
)
(l
u
)(
)2
(l
u
)(
)4
/
2ul
cos(
)
0 (3.3.1c)
sin
(l
2
u
)
2ul
cos
0
有侧移框架
两端均为弹性抗转支承、一端水平向自由情况
tan(
)
(l
u
)(
)
(
)2
u l
混凝土排架柱计算长度
一端固支、另一端水平向弹性支承情况
➢无吊车时，为等截面柱
( / )3
/ tan( / )
考虑同一榀排架其它柱对它的水平约束作用。对于单跨排架， k=3EI/H3，η=3；对于双跨排架k=2×3EI/H3 ，η=６；可分别求得 μ=1.43和μ=1.18。为便于记忆，并偏于安全，《规范》分别取 l0=1.5H和l0=1.25H。
原设计：上弦杆及斜腹杆 在中点都有再分杆作为支 撑，上弦杆的计算长度是 网格的一半
实际上：上弦杆只有一侧 有再分杆，在再分杆平面 内还能起支撑作用，垂直 于该平面的方向没有任何 约束，实际计算长度是原 假定的两倍，承载能力也 降低为原设计的1/3
钢结构框架柱计算长度系数说明
钢结构框架柱计算长度系数说明很多用户对于STS框架柱的计算长度系数计算都存有疑问，尤其是在框架柱存在跃层柱的时候，有的时候会觉得得软件得出的计算长度系数偏大，或者不准确。
下面我通过一个用户的模型，来详细的讲解一下计算长度系数的问题。
1 跃层柱计算长度系数显示的问题首先我们需要了解一下软件对于跃层柱计算长度系数显示结果的问题用户模型如下：选取其中一根柱子，看一下软件（satwe）对于计算长度系数输出：绕构件X轴的计算长度系数两层分别是 2.55和2.92 ，因为分了标准层，所以输出了两个计算长度系数，但如果我么手算的话，肯定是按照一个柱子来求计算长度系数，那么现在软件输出的计算长度系数，和我们手算的到底有什么区别呢？我们可以利用二维门式钢架计算验证一下，抽取这个立面，形成PK文件，二维门刚计算的计算长度系数如下：二维门刚是按照一整根柱子求出了一个计算长度系数1.36计算长度系数主要涉及到构件长细比的计算，截面是确定的，那我们来看计算长度：Satwe计算结果：下段柱计算长度=2.55*4.8米（层高）=12.24米上段柱计算长度=2.92*4.2米（层高）=12.264米二维门刚计算结果：1.36*（4.8+4.2）=12.24米结论：从上面的计算可以得知，satwe对于跃层柱的计算长度系数，是按照一整根柱来得到的，但是输出的时候是分层输出的，所以对于求得的计算长度系数按照层高做了处理，但是结果是一样的，这个我么在后面可以手算验证。
2 如何核对计算长度系数Satwe对于构件的的计算长度系数的计算是按照《钢规》附录D来计算的，很多用户对软件的计算长度系数存在疑问，但是通过我们的核对，绝大多数的情况，软件还是严格按照规范来计算的，但是对于一些连接情况特别复杂的情况，规范也没有特别说明的的情况，软件也会出现一定的问题，那么我们该怎样核对构件的计算长度系数呢？第一个方法，就是我们上面用到的，抽一榀，用我们的二维门刚来验证。
第五章 整体结构中构件计算长度
k1 i i
bA cA
EI1 L EI 2 L EI H EI H
B点梁柱线刚度比 :
k2 i i
bB cB
EI 3 L EI 4 L EI H EI H
由 k1 , k2 查附表18.1和18.2得
（二）框架平面外柱计算长度
第五章 整体结构中的构件计算长度
第一节 桁架中压杆计算长度
一.弦杆和单系腹杆计算长度
•
一端为上弦杆节点，另一端 为下弦杆的非支座腹杆
lox 0.8l
• 除上述以外的桁架杆件取
lox l
拉杆对压杆端转动有约束
2.桁架平面外计算长度 loy
•
•
上下弦杆
loy l1
一般腹杆 （一端为上弦节 点，另一端为下 弦节点）
• 框架柱计算长度
原框架柱计算长度 系数应乘以增大系数:
Nl H l 1 Nf H f
Nf Hf
l
Lቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
L
-框架柱轴力与高度比值之和
N
Hl
-摇摆柱轴力与高度比值之和
• 三根框架柱按双跨框架求 • 两根框架柱按2L跨径单跨框架求
l
梁柱铰接
• 单层多跨框架柱 • 边柱同单跨；中柱计算长度按线
刚度比查表，用 k1 代替 k0
• 中柱相邻两端横梁线刚度之和与柱线刚度比
•
I0 L I0 L k1 I2 H 无侧移框架：
1.4k1 3 2k1 3
•
有侧移框架：
0.38 2 1 k1
• 多层多跨框架柱 • 无侧移或有侧移
第五章 整体结构中构件计算长度
0
l
梁柱铰接
• 有侧移框架
k0
EI0 / l EI / H
I0H I l
k0 0.532
k0 0.133
1
H0 H
0
l
梁柱刚接
• 有侧移框架
k0 0.532
k0 0.133
2
H0 2H
0
l
梁柱铰接
• 单层多跨框架柱 • 边柱同单跨；中柱计算长度按线
刚度比查表，用 k1 代替 k0
• 中柱相邻两端横梁线刚度之和与柱线刚度比
• k1 I0 无侧移框架：
L I0 I2 H
L
1.4k1 3
2k1 3
• 有侧移框架：
2 1 0.38
k1
• 多层多跨框架柱 • 无侧移或有侧移
求AB计算长度
A点梁柱线刚度比 :
k1
• 多跨厂房框架
• 多跨厂房框架
• 框架柱计算长度
原框架柱计算长度 系数应乘以增大系数:
1
Nl Hl
N
f
Hf
L
L
N
f
H
f
-框架柱轴力与高度比值之和
Nl Hl -摇摆柱轴力与高度比值之和
• 三根框架柱按双跨框架求 • 两根框架柱按2L跨径单跨框架求
1
H1 H2
N1I2 N 2 I1
线刚度比 参数
查附表19－1得 2
1
2 1
N1, N2 －上下段柱能够承受的最大轴线压力
• 柱上端刚接
有侧移，无转动
计算长度的取值总结
组合结构中柱子的平面内、外计算长度的取值：
屋面网架结构，下部用圆钢柱假设柱高6米，开间7.8，进深18.2。
平面内的计算长度可以按规范可以查
1. 压杆的计算长度kL（L=构件的几何长度）：
两端嵌固=0.5L；上端嵌固，下端铰支=0.7L；下端嵌固，上端不能转动只能侧移=1.0L；
两端铰支=1.0L；下端嵌固，上端自由=2.0L；下端铰支，上端不能转动只能侧移=2.0L；
2. 桁架弦杆和腹杆的计算长度kL（L=构件的几何长度）：
在桁架平面内，弦杆=1.0L，腹杆=1.0L；
在桁架平面外，弦杆=L1（L1是弦杆侧向支撑点间距），腹杆=1.0L；其他情况见钢规GB50017
3. 单层或多层框架柱的计算长度uH（H是层柱的高度）：
无侧移框架柱=0.5H 至 1.0H；有侧移框架柱=1.0H 至 6.0H；其他或有关细节见钢规GB50017
4. 梁的计算长度（参考李进军编译《英国钢结构规范BS5950第一部分：热轧钢简支和连续结构设计介
绍（III）》）kL（L是梁的跨度），以下均对正常荷载而言：
仅梁端有横向约束的情况：两翼缘有充分转动约束时=0.7L
两翼缘有部分转动约束时=0.85L
两翼缘可在平面内自由转动时=1.0L
跨中有横向约束的梁：1.0Le（Le是约束间距）
悬臂梁（L是悬臂长度）：
支持端仅有连续的横向约束时，随悬挑端约束状况，取2.1L 至 3.0L；
支持端有连续的横向和扭转约束时，随悬挑端约束状况，取0.7L 至 1.0L；
支持端有完全固定的横向和扭转约束时，随悬挑端约束状况，取0.5L 至 0.8L；注：上述悬挑端约束状况分为：横向和扭转约束，仅扭转约束，仅上翼缘横向约束，自由，4种。
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0.7
H0 0.7H
2EI
Ncr 0.7H2
0
l
梁柱铰接
• 有侧移框架
k0
EI0/l I0H EI/H Il
k0 0.532
k0 0.133
1
H0 H
0
l
梁柱刚接
• 有侧移框架
k0 0.532
k0 0.133
2
H0 2H
0
l
梁柱铰接
• 单层多跨框架柱 • 边柱同单跨；中柱计算长度按线
刚度比查表，用 k 1 代替 k 0
• 中柱相邻两端横梁线刚度之和与柱线刚度比
• 无侧移框架：k1I0
LI0 I2 H
L
1.4k1 3
2k1 3
• 有侧移框架：
2 1 0.38
k1
• 多层多跨框架柱 • 无侧移或有侧移
求AB计算长度
A点梁柱线刚度比 :
k1
ibAEI1LEI2 L icA EIHEIH
loy l
包括支座腹杆
• 斜平面计算长度
失稳沿截面最小回转 半径斜方向，即绕轴 X0 X0 或 Y0 Y0 轴失稳
计算长度取 l o x 与 l o y
平均值
• 支座腹杆： lo(ll)/2l • 一般腹杆： lo (l 0 .8 l)/2 0 .9 l
3.变内力杆件计算长度
• 平面内：
lox l
H 2
1
H oy H 2
N txMx f yA bW1x)
x
y
• 摇摆柱
框架中上下端铰接、没有抗侧移能力的柱
摇摆柱承受的竖向荷载在框架发生侧移时， 有使侧移增大的趋势
• 多跨厂房框架
• 多跨厂房框架
• 框架柱计算长度
原框架柱计算长度 系数应乘以增大系数:
1
Nl Hl
N
f
Hf
L
B点梁柱线刚度比 :
k2
ibBE I3 LE I4 L icB E IHE IH
由 k 1 , k 2 查附表18.1和18.2得
（二）框架平面外柱计算长度
• 弯矩平面内 ：
2 F
Hox 2HNm M xfxA x W 1 x(1 0 .8NN 'E x)
H
H 2
• 弯矩平面外 ：
压型钢板组合楼板振动 f 15Hz
f 10.18
－永久荷载产生的挠度
• 平面外：
lo y (0 .7 5 0 .2 5 N 2 /N 1 )l1
l 1 -侧向支撑间距
N 1 -为较大压力 N 2 -为较小压力
• 再分式腹杆： • 压正拉负 • 应满足 loy 0.5l1
4.交叉腹杆计算长度
• 平面内：交叉
点杆件互相支撑 （另杆无论拉压）
lox 0.5l1
• 平面外 ：
查附表19－1得 2
1
2 1
N1, N2 －上下段柱能够承受的最大轴线压力
• 柱上端刚接
有侧移，无转动
1, 2 －求法相同 ，
查附表19－2
第二节 框架稳定和框架计算长度
一.框架稳定
• 无侧移失稳
• 有侧移失稳
对称屈曲
反对称屈曲
二.框架柱计算长度
（一）框架平面内柱计算长度 压弯构件属于框架组成部分，两端受相 连构件约束，柱屈曲带动一些构件变形， 因而柱计算长度涉及框架的整体或部分。
• 单层单跨框架柱
单层单跨框架柱
• 无侧移框架
H0 H
0.5
H0 0.5H
Ncr
2EI
0.5H2
0
l
梁柱刚接
H0 H
－计算长度系数 依据横梁与柱线刚度比 k 0 查表5－2
k0
EI0/l I0H EI/H Il
或由
k0 2.188
2k0 3.125
• 横梁惯性矩无限大，相应于梁柱固接； 横梁惯性矩为零，相应于梁柱铰接。
第五章 整体结构中的构件计算长度
第一节 桁架中压杆计算长度
一.弦杆和单系腹杆计算长度
• 一端为上弦杆节点，另一端 为下弦杆的非支座腹杆 lox 0.8l
• 除上述以外的桁架杆件取
lox l
拉杆对压杆端转动有约束
2.桁架平面外计算长度 l o y
• 上下弦杆 loy l1 • 一般腹杆
（一端为上弦节 点，另一端为下 弦节点）
（1）计算长度为侧向支撑间距 （2）侧向支撑点一般为铰接
二.变截面阶形柱计算长度
房屋框架平面内，厂房单阶柱，计算长 度分段确定
• 柱上端铰接
既有侧移 又有转动
上下段计算长度：
H011H1
H022H2
先求下柱计算长度系数 2
依据
k1
I1H 2 I2H1
1
H1 H2
N1I2 N2I1
线刚度比 参数
L
N
f
H
f
-框架柱轴力与高度比值之和
Nl Hl -摇摆柱轴力与高度比值之和
• 三根框架柱按双跨框架求 • 两根框架柱按2L跨径单跨框架求
框架柱计算长度：
H0 H
• 摇摆柱计算长度
1 H0 H
• 钢结构正常使用极限状态
构件达到正常使用或耐久性规定限值
• 长细比值： max • 挠度限值: • 自振频率限值：