钢结构承载计算公式

钢结构承载计算公式

钢结构计算用表

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、钢材压度和工作环境等 因素综合考虑，选用合适的钢材牌号和材性。

承重结构的钢材宜釆用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/T 700和《低合金高强度结构钢》GB/T 1591的规定。当釆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°C但高于-20°C时，Q235钢和Q345钢应具有0°CC冲 击韧性的合格保证；对Q390钢和Q420钢应具有-20°C冲击韧性的合格保证。当 结构工作温度等于或低于

-20°C时，对Q235钢和Q345钢应具有-20°C冲击韧性的 合格保证；对Q390钢和Q420

钢应具有-40°C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°C时，对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°C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/T5313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2-77采用。钢铸件的强度设计值应按表2-78采用。连接的强度设 计值应按表2-79至表2-81采用。

钢材的强度设计值（N/mnr） 牌号 Q235 钢 表2-77 抗剪 端面承压（创平顶紧） •心 125 120 325 钢材 厚度或直径（mm） W16 >16-40 抗拉、抗压和抗弯 f 215 205 1 / 26

钢结构承载计算公式

>40-60 >60-100 W16 Q345 钢 >16-35 >35-50 >50-100 W16 Q39O 钢 >16-35 >35-50 >50-100 W16 Q420 钢 >16-35 >35-50 >50-100 200 190 310 295 265 250 350 335 315 295 380 360 340 325 115 110 180 170 155 145 205 190 180 170 220 210 195 185 400 415 440

注：表中厚度系指讣算点的钢材厚度，对轴心受力构件系指截面中较厚板件的厚度。 钢铸件的强度设计值（N/mm?）

钢号 ZG ZG ZG

表2-78

端面承压（刨平顶紧） fee 260 290 325 370 抗拉.抗压和抗弯 f 抗剪 5 （） （） ZG 焊缝的强度设计值（N/mm2） 表2-79

构件钢材 焊接方法和 焊条型号 自动焊、半 自动焊和 E43型焊条 Q235 钢 对接焊缝 抗压 焊缝质量为下列等级 时，抗拉疔‘ 一级、二级 三级 角焊缝 抗剪 牌号 厚度或直径 （mm） £16 >16-4 >40-6 >60-1 £16 >16-35 >35-5 >50-1 W16 >16-35 >35-50 >50-1 抗拉、抗压 和抗剪 2 20 15 110 160 的手工焊 自动焊、半 自动焊和 E50型焊条 Q345 钢 31 295 295 250 170 55 145 00 的手工焊 自动焊、半 自动焊和 E55型焊条 Q390 钢 35 335 3 335 285 190 20 180 的手工焊 自动焊、半 自

动焊和 Q420 钢 W16 >16-35 38 360 360 305 210 20 2 / 26

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E55型焊条 >35-5 >50-1 95 185 的手工焊 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》GBAT5293和《低合金钢埋弧焊用焊剂》GBZT 12470中相 关的规立；

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。其中厚度小于8n】m钢材的对接焊缝，不宜用超声波探伤确定焊缝质量等级；

3. 对接焊缝抗弯受压区强度设汁值取抗弯受拉区强度设计值取

螺栓连接的强度设计值（N/mm2）

普通螺栓 承压型连接髙强度螺栓 C级螺栓 表2-80

锚栓 抗拉 承压型连接 髙强度螺栓 抗拉 A级.B级螺栓 抗拉 抗剪 承压 抗拉 - 210 400 抗剪 •用 - 190 320 承压 卅 抗剪 片 承压 •卅 46级、4.8级 .fib 170 卅 140 - - - 140 180 普通螺栓 5.6级 8.8级 Q235 钢 Q345 钢 &8级 10.9 级 QZ35 钢 Q345 钢 Q390 钢 Q420 钢 - - - - 锚栓 承压型连接 髙强度螺栓 400 500 - - - - 250 310 - - - - 305 385 400 425 405 510 530 560 470 590 615 655 构件

注：1・A级螺栓用于dW24mm和/W10d或W150mm （按较小值）的螺栓：B级螺栓用于 d>24mm或/AlOd或/> 150mm （按较小值）的螺栓<> d为公称直径，/为螺杆公称长度;

2. A、B级螺栓孔的精度和孔壁表而粗糙度，C级螺栓孔的允许偏差和孔壁表而粗糙度,

均应符合现行国家标准《钢结构工程施工质量验收规范》GB 50205的要求。

钏钉连接的强度设计值（N/mm2）

钏钉钢号和构件 钢材牌号 表2・81

抗剪用 承压启 I类孔 II类孔 - 450 565 590 - 365 460 480 抗拉（钉头拉脱） 120 - - - 钏钉 构件

BL2 或 BL3 Q235 钢 Q345 钢 Q39O 钢 I类孔 185 - - - II类孔 155 - - - 注：1・属于下列情况者为I类孔：

1）在装配好的构件上按设计孔径钻成的孔:

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2） 在单个零件和构件上按设计孔径分别用钻模钻成的孔；

3） 在单个零件上先钻成或冲成较小的孔径，然后在装配好的构件上再扩钻至设计孔径 的孔。 2. 在单个零件上一次冲成或不用钻模钻成设il•孔径的孔属于II类孔。

计算下列情况的结构构件或连接时，上述强度设计值应乘以相应的折减系 数：

1. 单面连接的单角钢

1） 按轴心受力计算强度和连接 2） 按轴心受压计算稳定性

等边角钢

短边相连的不等边角钢 长边相连的不等边角钢

0.85；

0.6+0.0015 8 ,但不大于 1.0： 0.5+0.0025 5 ,但不大于 1.0；

0.70；

儿为长细比，对中间无连接的单角钢压杆，应按最小回转半径计算，当

20 时,取 S =20；

2. 无垫板的单面施焊对接焊缝

3. 施工条件较差的高空安装焊缝和钏钉连接 4. 沉头和半沉头钏钉连接

注：当儿种情况同时存在时，其折减系数应连乘。

钢材和钢铸件的物理性能指标见表2-82o

钢材和钢铸件的物理性能指标表2-82

弹性模量E （N/mm2） 剪变模虽G （N/mm2） 206x103

0.85； 0.90； 0.80o

线膨胀系数。 （以每°C计） 12xl06 质量密度P （kg/m3） 7850 79x103 吊车梁、楼盖梁、屋盖梁、工作平台梁以及墙架构件的挠度不宜超过表2・83 所列的容许值。

受弯构件挠度允许值 表2・83

项 次 吊车梁和吊车桁架（按自重和起重量最大的一台吊车计算挠度） 1 （1） （2） （3） 构件类别 挠度允许值 [vr] [VQ] 手动吊车和单梁吊车（含悬挂吊车） 轻级工作制桥式吊车 中级工作制桥式吊车 //500 //800 //1000

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（4）重级工作制桥式吊车 2 手动或电动葫芦的轨道梁 3 //1200 //400 //600 Z/400 Z/400 //25O //25O //150 //200 //200 //150 有重轨（重量等于或大于38kg/m）轨道的工作平台梁 有轻轨（重量等于或大于24kg/m）轨道的工作平台梁 楼（屋）盖梁或桁架，工作平台梁（第3项除外）和平台板 （1） （2） （3） 主梁或衔架（包括设有悬挂起重设备的梁和桁架） 抹灰顶棚的次梁 除（1）、（2）款外的其他梁（包括楼梯梁） 屋盖橡条 //500 //35O Z/300 4 （4） 支承无积灰的瓦楞铁和石棉瓦屋面者 支承压型金属板有积灰的瓦楞铁和石棉瓦等屋而者 支承其他屋面材料者 平台板 墙架构件（风荷载不考虑阵风系数） （5） （1） 5 （2） （3） （4） （5） 支柱 抗风桁架（作为连续支柱的支承时） 砌体墙的横梁（水平方向） 支承压型金属板、瓦楞铁和石棉瓦墙而的横梁（水平方向） //200 //400 //1000 //300 //200 //200 带有玻璃窗的横梁（竖直和水平方向） 注:1. I为受弯构件的跨度（对悬骨梁和伸臂梁为悬伸长度的2倍）。 2. ［冲］为全部荷载标准值产生的挠度（如有起拱应减去拱度）允许值：

［VQ］为可变荷载标准值产生的挠度允许值。

框架结构的水平位移允许值：在风荷载标准值作用下框架柱顶水平位移和层 间相对位移不宜超过下列数值。

1. 无桥式吊车的单层框架的柱顶位移 2. 有桥式吊车的单层框架的柱顶位移 3. 多层框架的柱顶位移

H/150 H/400 H/500 h/400

4. 多层框架的层间相对位移

H为自基础顶面至柱顶的总高度；h为层高。

注：1.对室内装修要求较髙的民用建筑多层框架结构，层间相对位移宜适当减小。无

墙壁的多层框架结构，层间相对位移可适当放宽。

2.对轻型框架结构的柱顶水平位移和层间位移均可适当放宽。

桁架弦杆和单系腹杆的计算长度见表2-84o

桁架弦杆和单系腹杆的计算长度/（）表2-84

项次

弯曲方向 弦杆 腹杆 支座斜杆和支座竖杆 其他腹杆 5 / 26

钢结构承载计算公式

1 2

在桁架平而内 在桁架平而外 斜平而 1 /1 - 1 1 1 0.8/ / 0.9/ 3 注：1・/为构件的几何长度（节点中心间距离）：人为桁架弦杆侧向支承点之间的距离。

2.斜平而系指与桁架平而斜交的平而，适用于构件截而两主轴均不在桁架平而内的单

角钢腹杆和双角钢十字形截而腹杆。

3. 无节点板的腹杆计算长度在任意平而内均取苴等于几何长度（钢管结构除外）。

受拉构件的允许长细比见表2-85o受圧构件的允许长细比见表2-86o

受拉构件的允许长细比 表2・85

项 次 1 2 3

构件名称 桁架的杆件 吊车梁或吊车桁架以下 的柱间支撑 英他拉杆、支撑、系杆 等（张紧的圆钢除外） 承受静力荷载或间接承受动力荷载的结构 直接承受动力 荷一般建筑结构 有重级工作制吊车的厂房 载和结构 350 300 400 250 200 350 250 - - 注：1・承受静力荷载的结构中，可仅计算受拉构件在竖向平而内的长细比。

2.在直接或间接承受动力荷载的结构中，单角钢受拉构件长细比的计算方法与表2・86

注2相同。

3. 中、重级工作制吊车桁架下弦杆的长细比不宜超过200。

4. 在设有夹钳或刚性料耙等硬钩吊车的厂房中，支撑（表中第2项除外）的长细比不 宜超过300。 5. 受拉构件在永久荷载与风荷载组合作用下受压时，英长细比不宜超过250。

6. 跨度等于或大于60m的桁架，其受拉弦杆和腹杆的长细比不宜超过300 （承受静力 荷载或间接

承受动力荷载）或250 （直接承受动力荷载）。

受压构件的允许长细比表2・86

项次 1 2

构件名称 柱、桁架和天窗架中的杆件 柱的缀条、吊车梁或吊车桁架以下的柱间支撑 支撑（吊车梁或吊车桁架以下的柱间支撑除外） 用以减少受压构件长细比的杆件 允许长细比 150 200 注：1・桁架（包括空间桁架）的受压腹杆，当其内力等于或小于承载能力的50%时，允许 长细比值可取为200=

2•汁算单角钢受压构件的长细比时，应采用角钢的最小回转半径，但在计算交叉杆件 平而外的长细

比时，可采用与角钢肢边平行轴的回转半径。

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钢结构承载计算公式

3. 跨度等于或大于60m的桁架，英受压弦杆和端压杆的允许长细比值宜取为100,其

他受压腹杆可取为150 （承受静力荷载或间接承受动力荷载）或120 （直接承受动力荷载）。 单层厂房

阶形柱计算长度的折减系数见表2-87o

单层厂房阶形柱计算长度的折减系数表厶87

厂房类型 单跨或 纵向温度区段内一 多跨 个柱列的柱子数 等于或少于6个 多于6个 屋而情况 - 非大型混凝丄屋而板的屋面 大型混凝上屋而板的屋面 多跨

厂房两侧是否有通长 的屋盖纵向水平支撑 - 无纵向水平支撑 有纵向水平支撑 - 无纵向水平支撑 有纵向水平支撑 - 折减 系数 0.9 单跨 0.8 - 非大型混凝上屋而板的屋而 大型混凝上屋而板的屋面 0.7 注：有横梁的露天结构（如落锤车间等），其折减系数可采用09」

摩擦型高强度螺栓中摩擦面抗滑移系数见表2・88。一个高强度螺栓的预拉力 见表2-89o

摩擦面的抗滑移系数U 表2・88

在连接处构件接触而的处理方法 喷砂（丸） 喷砂（丸）后涂无机富锌漆 喷砂（丸）后生赤锈

构件的钢号 Q235 钢 0.45 0.35 0.45 0.30 Q345 钢、Q390 钢 0.50 0.40 0.50 0.35 Q420 钢 0.50 0.40 0.50 0.40 钢丝刷淸除浮锈或未经处理的T•净轧制表而 一个高强度螺栓的预拉力P （kN）

螺栓的性能等级 &8级

表2-89

M24 M27 螺栓公称直径（mm） M16 80 10 M20 125 M22 M30 0 355 10.9 级 0 螺栓或钏钉的允许距离见表2-90o

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钢结构承载计算公式

螺栓或钏钉的最大、最小允许距离 表2・90

冬称 位巻和方向 外排（垂直内力方向或顺内力方向） 垂直内力方向 中心间 距 中间排 顺内力方向 构件受压力 构件受拉力 最大允许距离 （取两者的较小值） 8山）或12t 16& 或 24t 12Jo 或 18t 1&/（）或 24t 3do 最小允许距离 沿对角线方向 中心至 构件边 缘距离 垂直 向 顺内力方向 剪切边或手工气割边 高强度螺栓 其他螺栓或钏钉 割或锯割边 - 皿 或 8t 1 ・5〃u 12/u 内力 方轧制边.自动 气注：1・〃。为螺栓或钾钉的孔径，t为外层较薄板件的厚度。

2.钢板边缘与刚性构件（如角钢、槽钢等）相连的螺栓或钏钉的最大间距，可按中间 排的数值采

用。

常见型钢及其组合截面的回转半径的近似值见表2-9K

常见型钢及其组合截面的回转半径的近似值表 表2・91

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钢结构承载计算公式

Z38h h «

0.60fe

4=0.41/i &・0・226

/x»0.32A \"28b u=0.18 /z=0.18

警

—030/» iy =0.215b

y _ /x=0.32ft

/x=0.32A iy0.20b

/x=0.28A —0.240

£Ft

卜I

________ y

/x=0.39A /y=0.20d

SO.38/1 & =0.2 lb

Z29h b=0・29b * =0・24/hp ■y =0.41 bw

\"0.30 方 X0・17b

y

/x«0.42h -0.22 A

f^1|F ―

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.・0“一|人乜20片 ___ 一

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iy=0.24b

y

i^OMh

AO・25d

H)・35

知

A0・2Ur

\"0.35 方 h =0.566

J *1 * i 丫 厂丨 L」 1— 一 丫一 iy =0.456 nV L=0・39h

「\"0.53b

ix«0.40A iy =0.246

圆形钢管规格及截面特征见表2-92o

圆形钢管规格及截面特征表表2・92

直径 外径D (in) (mm) 壁厚t (mm) 截而而 积 (cm) 2截而特征 理论重量 外表面积 (kg/m) (m/m) 2I • cm4 \\ W (cm3) (mm) ■ i (cm) Ik • car ； Zo (cm) 9 / 26

钢结构承载计算公式

40 50 li 2 48 57 &() 75.7 3.5 3.5 3.5 3.8 4.0 5.() 4.() 4.0 5.0 4.0 6.0 4.0 4.0 6.0 4.5 4.5 6.0 4.5 6.9 9.() S.0 11.0 &0 13-0 4.89 5.88 6.21 8.56 9.05 11」5 10.62 10.68 13.20 13.07 19.23 13.82 16.21 23.94 19.16 21.84 28.84 22.69 40.15 59.38 66.68 90.62 79.67 124.42 3.84 4.62 4.88 6.64 7.10 8.75 8.34 8.40 9.24 10.30 15.09 10.85 12.73 1&79 15.40 17.15 22.64 17.81 31.52 46.61 52.28 71.09 62.54 100.03 0.151 0.179 0.188 0.237 0.239 0.239 0.278 0.280 0.280 0.339 0.339 0.358 0.418 0.418 0.410 0.500 0.500 0.518 0.688 0.688 0.858 0.858 1.021 1.021 21.14 24.88 55.16 58.81 70.62 94.99 96.68 116.79 176.95 250.90 20935 339.53 483.72 440.12 652.27 845」9 731.21 2278.74 3279.13 5851.73 7782.56 10013.94 15531.78 7.42 8.30 14.59 15.48 18.59 21.44 21.73 26.24 32.77 40.46 36.73 50.76 72.74 62.87 82.05 10631 88.63 208.10 299.46 428.70 570.15 616.24 955.80 1.90 2.00 2.54 2.55 2.52 2.99 3.01 2.98 3.68 3.61 3.89 4.56 4.50 4.79 5.46 5.42 5.68 7.53 7.43 9.37 9.27 11.21 11.04 42.27 49.77 110.32 117.62 141.25 189.97 193.36 233.58 353.91 501.81 418.70 675.05 967.43 880.24 1304.54 1690.38 1462.41 4557.59 6558.25 11702.46 15565.11 20027.81 31063.57 2.85 3.00 3.78 3.80 3.80 4.43 4.45 4.45 5.40 5.40 5.70 6.65 6.65 7.00 7.95 7.95 8.25 10.95 10.95 13.65 13.65 16.25 16.25 70 21 76 8&5 80 3 89 108 100 4 114 133 125 5 140 159 150 6 165 219 273 325 200 250 300

8 10 12 注：I——毛截而惯性矩：w——毛截而抵抗矩；j——回转半径：人一一抗扭惯性矩: Zo——截而重心到边缘距离。

2-5-2钢结构计算公式

1.构件的强度和稳定性计算公式（表2-93）

强度和稳定性计算表表2・93

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钢结构承载计算公式

序号 构件类别 计算内容 计 算 公 式 备 注 一 A戶 1 轴心受 拉构件 摩擦型高强度螺栓连接处： 强 度 —(1-0・5严氏S 强 轴心受 压构件 稳 度 定 同轴心受拉构件 $◎(实腹式) 应能承受下式计算的剪力： 格构式构件对虚轴的长细 比应取换算长细比 格构式构件，剪力V应 由承受该剪力的缀材面分担 2 剪 力 85 V 235 抗弯强度(主平 面内实腹构件) 抗剪强度(主平 面内实腹构件) NW以眄、丿 r-竺 Vf 3 受弯构件 当梁上翼缘受有沿腹板平面作用的集中荷载，且 该局部承压强度 荷载处又未设置支承加劲肋时： (腹部计算高 度上边缘) • X (1) 在最大刚度主平面内受弯的构件： 皿S 整体稳定 1 (2) 柱两个主平面受弯的工字形或H形截面构件： +込 处叭yyW,^J

钢结构承载计算公式

对组合梁的腹板 局部稳定 (1) 当》W80丿莎万;时：对无局部压应力的 梁，可不k置加劲肋；对有局部压应力的梁，宜按 构造配置横向加劲肋 (2) 当严* W＞80 丿茹厅时： 应配置横向加劲肋，并计算加劲肋的间距 (3) 当严＞170 /丽乙(受压翼缘扭转受到约 束)或牛＞150 厉另兀(受压翼缘扭转未受到 I W 约束时)：应配置備向加劲肋和在弯曲应力较大区 格的受压区配置纵向加劲肋，必要时尚应在受压区 配置短加劲肋，并计算加劲肋的间距 (4) 任何情况下，hQ/tw均不应超过250 /235/几 (5) 在梁的支座处和上與缘受有较大固定集中荷载 处，宜设置支承加劲肋

钢结构承载计算公式

序号 构件类别 计算内容

拉弯、压 弯构件

在N和Mx作用下，将分肢作为桁架弦杆

(1) 承受静力荷載或间接承受动力荷戦：

强 度 (弯矩作用在 An 一冷用仮一心闪甲、/

主平面内)

(2) 需计算疲劳的拉弯、压弯构件： 同上式。取rx=

/y= 1.0

弯矩作用平面外的整体稳定性，不必计算，但应计算 分肢的稳定性，分肢的轴心力应按桁架的弦杆计算

(6)弯矩绕实轴作用：

弯矩作用平面内的整体稳定性： 计算同实腹式压弯构件

弯矩作用平面外的整体稳定性：

计算同实腹式压弯构件，长细比取换算长细比, 卩b取1・0

(3)双轴对称实腹式工字形和箱形截面压弯构件: 弯矩

作用在两个主平面内

N ___________ BMx

BtyMy

必匕W』1-0.8赴

--- N7 + ------------ + ---------- 7

3«MX PmyMy ______

必 收 ZyWly( If*胡 (4) 双肢格构式压弯构件：弯矩作用在两个主平面

内

(a) 按整体计算

N .

BmxM 汎

Wlx I 一 弘

(6) 按分肢计算

计算其轴

力.My按计算分配给两分肢.然后按实腹式压弯

%、N'b由换算长细比确定

Wg Wly——对强轴和弱 轴的

毛裁面抵抗矩

N^^n1 2EA/ (1.1A1)

N'E严异EA/ (1・1入?)

钢结构承载计算公式

序号 构件类别 计算内容 计 算 公 式 备 注 拉弯、压 弯构件 分肢 1 稳定 = 分肢2耐\"77戕瓦叫

钢结构承载计算公式

(1) 轴心受压构件：翼缘扳自由外伸宽度b与其 厚度入为构件两方向长细比的 校大值。当入<30时取入二 30;当入>100时取A = 100 当强度和稳定计算中取 yx=i.o时，b/t可放宽至 <之比应符合 < do+0.U) (2) 压弯构件：应符合 (3) 1字形、H形截面轴心受压构件：应符合导W 2 w (25 + 0.5A) (4) I字形、H形截面压弯构件：应符合当0W aol.6 时 严 M (16ao + 0.5A + 25) /学 当 1.6Vao€2.0 时 —M (48a° + 0.5入-26.2) 5 a严笫亠 受压构件 扃部稳定 (5) 箱形截面受压翼缘在两腹板之间的宽度6。与 其厚度c之比，应符合 (6) 箱形截面轴心受压构件，腹板计算高度治与 其淳度■之比，应符合 (刀箱形截面压弯构件，应符合 当 OWao<1.6 时 ¥ W O・8(16ao + 0.5A + 25) 当右侧计算值小于40 普时，应采用40 当 1.6Vao€2.0 时 半 < 0.8(48ao + 0.5A - 26.2) (8) T形截面受压构件，腹板高度与其厚度之比， 不应超过： (a)轴心受压构件和弯矩使腹板自由边受拉的 压弯构件

钢结构承载计算公式

热轧T形钢：(15 + 0.2A) 焊接T形钢:(13 + 0.17入)

(6)弯矩使腹板自由边受压的压弯构件当a0<

1・0时 15

当％>1・()时 18

(9)圆管截面受压构件，其外径与壁厚之比不应超过

100 (235//y)

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钢结构承载计算公式

注：表中符号

N——轴心拉力或轴心压力；

A.——净截面面积；

f——钢材的抗拉、抗压、抗弯强度设计值；

n——在节点或拼接处，构件一端连接的高强度螺栓数,

——所计算截面（最外列螺栓处）上高强度螺栓数；

A—构件的毛截面面积；

¥——轴心受压构件的稳定系数（取截面两主轴稳定系数中的校小者）；

fy——钢材的屈服强度；

My——绕工轴、y轴的弯矩；

Wg W；y——对工轴、：y轴的净截面抵抗矩；

人、7y—截面塑性发展系数（I字形截面yx=i.05f yy=i.2O；对箱形截面yx=yy=i.O5）；

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；

U—腹板厚度；

A——钢林的抗剪强度设计值；

F—集中荷载，对动力荷载应考虑动力系数；

0—集中荷载增大系数，对重级工作制吊车梁0=1.35,其他梁0=1.0；

仃——集中荷载在腹板计算高度上边缘的假定分布长度；

闪八W；——按受压纤维确定的对z轴、，轴毛截面抵抗矩；

——绕强轴弯曲所确定的梁整体稳定系数； 方o—腹板的计算高度；

%—在弯矩作用平面内的轴心受压构件稳定系数；

爲、0吋——等效弯矩系数；

Wlx——弯矩作用平面内较大受压纤维的毛截面抵抗矩； Nd——参数，（1.1 疋）；

知一弯矩作用平面外的轴心受压构件稳定系数； 徑——梁的整体稳定系数； ・、館——等效弯矩系数；

*、仙——均匀弯曲的受弯构件整体稳定性系数；

八、h——分肢1、分肢2对，轴的惯性矩；

加、％——My作用的主轴平面至分肢1、分肢2轴线的距离；

A—一构件两方向长细比的较大值；

—腹板计算高度边缘的最大压应力，计算时不考虑构件的稳定系数和截面塑性发展系数; 17 / 26

Own—腹板计

钢结构承载计算公式

算高度另一边缘相应的应力，压应力取正值，拉应力取负值。

2. 连接计算公式（表2-94）

连接计算公式表2-94

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钢结构承载计算公式

序号 连接种类 焊缝连接 1 f\\ \\ 1 i

计算内容 计算公式 备注 (1) 在对接接头和T形接头中，垂直于軸心拉力 或轴心压力的对接焊缝或对接与角接组合焊缝 (2) 在对接接头和T形接头中，承受弯矩和剪力 共同对接焊缝 作用的对接焊缝或对接与角接组合焊缝，其正 应力和剪应力应分别进行计算。在同时受有较大正 应力和剪应力处，应计算折算应力： y(72 + 3r2钢结构承载计算公式

按直角角焊缝公式计算，在垂直于焊缝长度方向的 压力作用下，取角=1.22,其他受力情况取& = 1.0,有效厚度： 5为坡口根部至焊 部分焊透的对接焊缝 V 形坡口 a^60° 时 he=s a<60° 时札=0.75s U形、J形坡口 ht=s 缝表面(不考虑余 高)的最短距离 a为V形坡口角 度 单边V形和K形坡口 Ae= s-3

钢结构承载计算公式

序号连接种类

螺栓连接2

和钏钉连 接

计算内容 计算公式 备 注 普通螺栓、锚栓、钾 钉受剪连接 每个普通螺栓或钮钉的承载力设计值，应取受剪和 承压承载力设计值中较小者： 受剪承载力设计值： 普通螺栓：誓几 柳钉： N4\"字只 承压承载力设计值： 普通螺栓：N^d习•八 柳 钉：•&•只 普通螺栓、锚栓、钏 钉杆轴方向受拉连接 每个普通螺栓、锚栓或钢钉的承载力设计值： 普通螺栓： 锚 栓：N冷乎只 钏 钉：N；=呼窝 普通螺栓、钏钉同时 普通螺栓： 承受剪力和杆轴方向 拉力 Vv=C NJ 柳钉： NvW N： 摩擦型高强度螺栓抗 每个摩擦型高强度螺栓的承载力设计值 剪连接 N$ = 0.9nlPP 摩擦型高强度螺栓杆 每个摩擦型高强度螺栓的承载力设计值 轴方向受拉连接 N? = 0.8P 摩擦型高强度螺栓连 每个摩擦型高强度螺栓的抗剪承载力设计值 丛 + Evi 接同时承受摩擦面间 的剪力和杆轴方向外 拉力 承压型高强度螺栓抗 剪连接 计算公式同普通螺栓 承压型高强度螺栓受 每个承压型高强度螺栓的承载力设计值计算方法同 普拉连接 通螺栓 承压型高强度螺栓同 /傥「+俭）11 时承受剪力和杆轴方 MW N”l・2 向拉力

钢结构承载计算公式

注：表中符号

N——轴向拉力或压力；

人——焊缝长度；

I——在对接接头中为连接件的较小厚度；在T形接头中为腹板厚度； 只、H——对接焊缝的抗拉、抗压强度

设计值；

6一一按焊缝有效截面（九人）计算，垂直于焊缝长度方向的应力；

■

r—按焊缝有效截面计算，沿焊缝长度方向的剪应力；

九——角焊缝的计算厚度，对直角角焊缝等于0.7加，治为焊脚尺寸；

Zw—角焊缝的计算长度，对毎条焊缝取其实际长度减去2hfi rr——角焊縫的强度设计值；

0—正面角焊缝的强度设计值增大系数，承受静力荷载和间接承受动力荷载的结构內二1.22；荷载的结构/?{=1.0;

nv—受剪面数目； d——螺栓杆直径； do——钏钉孔克径；

衣——同一受力方向的承压构件总厚度的较小值； 八、农——螺栓的抗剪和承压强度设计值； £、咒——饬钉的抗剪和承压强度设计值；

血——普通螺栓或锚栓在螺纹处的有效直径；

什、餐、f\\——普通蠟栓、锚栓、柳钉的抗拉强度设计值；

Nv、汕——每个普通螺栓、钾钉或承压型高强度嫌栓所承受的剪力和应力； N£、N?、NJ—每个普通螺栓或承压型高强度螺栓的受剪、受拉和承压承载力设计值； N：、N；、N：——每个饬钉的受剪、受拉和承压承载力设计值；

”一传力摩擦面数目；

卩——摩擦面的抗滑移系数；

P——每个高强度螺栓的预应力。

2-5-3钢管结构计算

1.适用于不直接承受动力荷载，在节点处直接焊接的钢管桁架结构。

钢管外径与壁厚之比，不应超过!00 （卸。轴心受压方管或矩形管的最

大外缘尺寸与壁庁之比，不应超40

2.钢管节点的构造应符合下列要求:

（1）主管外径应大于支管外径，主管壁厚不应小于支管壁厚。在支管与主

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对直接承 受动力

钢结构承载计算公式

管连接处不得将支管穿入主管内。

（2） 主管和支管或两支管轴线之间的夹角弗不宜小于30。。 （3） 支管与主管的连接节点处，应尽可能避免偏心。

（4） 支管与主管的连接焊缝，应沿全周连续焊接并平滑过渡。

（5） 支管端部宜用自动切管机切割，支管壁厚小于6mm时可不切坡口。

3. 支管与主管的连接可沿全周用角焊缝，也可部分用角焊缝、部分用对接 焊缝，支管管壁与

主管管壁之间的夹角大于或等于120。的区域宜用对接焊缝或 带坡口的角焊缝。角焊缝的焊脚尺寸加不宜大于支管壁厚的两倍。

4. 支管与主管的连接焊缝为全周角焊缝，按下式计算，但取Pf=l：

角焊缝的有效厚度he,当支管轴心受力时取0.7仙。角焊缝的计算长度乐 按下列公式计算：

（1）在圆管结构中取支管与主管相交线长度：

当才€0・65时 当^>0.65时 a

式中d、di ------ 主管和支管外径；

Zw= (3.25< -0.025J) Zw= (3・81 么-0.389d)

0 i——主管轴线与支管轴线的夹角。

（2）在矩形管结构中，支管与主管交线的计算长度，对于有间隙的K形和 N形节点：

当仇鼻60°时 当0:<50°时

对于T、Y、X形节点

儿二鴛+ 6 几=2件+ 2乞

sinc7f

sinQ

式中九、bi——分别为支管的截面高度和宽度。

5. 为保证节点处主管的强度，支管的轴心力不得大于表2・95规定的承载力

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钢结构承载计算公式

设计值：

支管轴心力的承载力设计值表2・95

序号 节点类别 计算内容 受压支管在管节点处的承 载力设计值 1 X形节点 计 算 公 式 备注 N慶-(1-0.81Q sin仿如 f八17.3 方-0.3（方* 受拉支管在管节点处的承 载力设计值 N沪0.78（乎广厕 受压支管在管节点处的承 2 T形、Y形 戦力设计值 受拉支管在管节点处的承 载力设计值 栅=縣仔）皿f r pWO.6 时 N性=l・4Ng 応0・6时0产0・069 + 0・930 p>0.7B寸 0d = 2p-0・68 节点 /?〉0・6 时 (2-0) N? .-2.19 「1- 20・1「 叭一1 7.5a b-b + — 1 +丁 L “」 (1-0.770) 受压支箭在管节点处的承 载力设计值 3 K形节点 观-如」r ） 0如，/ 受拉支管在管节点处的承 载力设计值 昭黔•皑 受压支管在管节点处的承 载力设计值 4 TT形节点 ^=1.28-0.64 -^<1.1 a g为两支管的横向间距 受拉支管在管节点处的承 载力设计值 N常吨 受压支管在管节点处的承 载力设计值 5 KK形节点 略=0.9鸣 受拉支管在管节点处的承 载力设计值 N 曙 0.9N? 24 / 26

钢结构承载计算公式

注：表中符号

3 = djd—支管外径与主管外径之比；

九——参数；

t—主管壁厚；

f——钢材的抗拉、抗压和抗弯强度设计值；

<7——主管最大轴向应力（拉应力为正，压应力为负）; 仇——参数；

仇——主管轴线与支管轴线的夹角； 礼——受压支管轴线与主管轴线的夹角 叽——参数；

a——两支管间的间隙，当aVO时，取“0; et——受拉支管轴线与主管轴线的夹角。

圆管结构的节点形式见图2-2。

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钢结构承载计算公式

屁

0

1

2J

(C)

2-2

(d)

(/)

图2-2圆管结构的节点形式

(a) X形节点：(b) T形和Y形受拉节点：(c) T形和Y形受压节点;

(d) K形节点：(e) TT形节点：(f) KK形节点

2-5-4钢与混凝土组合梁计算

组合梁为山混凝土翼板与钢梁通过抗剪连接件组成。翼板可用现浇混凝土 板，并可用混凝土叠合板或压型钢板。钢与混凝土组合梁计算见表2-96o

混凝土翼板的计算宽度(图2-3) be为:

be = bo+b\\ +/?2

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钢结构承载计算公式

式中bo一一板托顶部的宽度，当QV45。时按a =45。计算板托顶部的宽度；当 无板托

时，取钢梁上翼缘的宽度；

价、bi——梁外侧和内侧的翼板计算宽度，各取梁跨度1的1/6和翼板厚度

的6倍中的较小值。

图2-3混凝土翼板的计算宽度

1-混凝上翼板；2-板托：3-钢梁

钢与混凝土组合梁计算表2・96

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钢结构承载计算公式

序号 构件类别 计算内容 计 正弯矩作用区段： (1) 塑性中和轴在混凝土翼板内 M < btxfcy 算 公 式 备 注 完全抗剪 1 x = A//(6e/c) (2) 塑性中和轴在钢梁截面内(即Af>behclfc时) M W behclfcyr 4- AJy2 Ac= 0.5(A - bthclfc/f) 连接组合 抗弯强度 梁 负弯矩作用区段： M'M + A“几(刃 + 屮/2) M. =(S1 十 S2)/ 部分抗剪 2 x=nTNt/ (6X) Ac= (Af~nrm / (2/) Mu.r= \"rN3i + 0.5 (Ay- nrNy) y2 连接组合 抗弯强度 梁 用塑性设 下列部位不考虑弯矩与剪力的相互影响； 强度 (1) 对受正弯矩的组合梁截面； (2) Anf^0.15Af的受负弯矩的组合梁截面 (1) 圆柱头焊钉(栓钉)连接件 = 0.43A, (2) W钢连接件 N： = 0.26(/ + 0.5“)仁 (3) 弯筋连接件 3 计法计算 组合梁 一个抗剪 4 抗剪连 接件 连接件的 计值 M = AnfK & \"6叙迸舛引 承载力设 (4) 用压型钢板混凝土组合板作龔板的组合梁，其栓 钉连接件的抗剪承载力设计值当压型钢板肋平行于钢 梁布置时， = 0.43A, /EJcj?vC0.7A,y/ 当压型钢板肋垂直于钢梁布置时： N：二 0.43A, /EJc^<0.7A8// (5) 位于负弯矩段的抗剪连接件，其N：乘以折减系数 28 / 26

钢结构承载计算公式

注：表中符号

M——正弯矩设计值；

A——钢梁的截面面积；

y——钢梁截面应力的合力至混凝土受压区截面应力的合力间之距离；

fc——混凝土抗压强度设计值；

A。——钢梁受压区截面面积；

力一钢梁受拉区截面形心至混凝土翼缘受压区截面形心的距离； 力——钢梁受拉区截面形心主钢梁受压区截面形心的距离；

AT—负弯矩设计值；

S】、S2——钢梁塑性中和轴（平分钢梁截面积的轴线）以上和以下截面对该轴的面积矩;

—负弯矩区混凝土翼板有效宽度范围内的纵向钢筋截面面积； —钢筋抗拉强度设计值；

力——纵向钢筋截面形心至组合梁鳖性中和轴的距离； .火一组合梁塑性中和轴至钢梁塑性中和轴的距离；

x—混凝土翼板受压区高度；

Mu,r——部分抗剪连接时组合梁截面抗弯承载力；

g——部分抗剪连接时一个剪跨区的抗剪连接件数目； 2—每个抗剪连接件的纵向抗剪承载力；

Ec—混凝土弹性模量；

A8—圆柱头焊钉（栓钉）钉杆的截面面积；

f——圆柱头焊钉（栓钉）抗拉强度设计值；

r——栓钉材料抗拉强度最小值与屈服强度之比；

r——槽钢興缘的平均厚度；

如——槽钢腹杆的厚度；

Zc——槽钢的长度； A„——弯筋的截面面积； A——弯筋的抗拉强度设计值；

b“——混凝土凸肋的平均宽度；

札一混凝土凸肋高度；

hd——栓钉高度；

m——在梁某截面处一个肋中布置的栓钉数，当多于3个时按3个计算。

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钢结构承载计算公式

(1) 实腹式压弯构件：弯矩作用在对称轴平面内 (绕工轴)

弯矩作用平面内的稳定性

N + BaMx 必诃』1-0.8赴

弯矩作用平面外的稳定性

JV.

Z

卩yA

卩

(2) 格构式压弯拘件

(a)弯矩绕虚轴(工轴)作用：N

必+

W( 1 -处

弯矩作用平面内的整体稳定性：

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