钢结构的计算公式
钢结构计算公式大全
钢结构计算公式大全
1．构件的强度和稳定性计算公式（表2-93）
P107
相关
公式
稳定系数的取值
单向弯曲为重点。P55,P79
P62 P63
P78
P80例题
如何验算
较少遇到的
情况
总结比较凌乱
2．连接计算公式（表2-94）
各自的公式？
焊缝受弯扭相关
公式未归纳！
实际中较少遇到
钢结构计算公式
面积
H型钢，工字钢，槽钢：
构件数量×零件数量×长度×（2×H＋4×B－2×Tw）
矩形钢：
构件数量×零件数量×长度×（2×H＋2×B）
角钢：
构件数量×零件数量×长度×（2×H＋2×B）
圆钢，钢管：
构件数量×零件数量×长度×PI×H
钢板：
构件数量×零件数量×2×H×B
工程量
H型钢：
构件数量×零件数量×长度×［(H－Tf×2)×Tw＋B×Tf×2］×
7.85/1000000
角钢:
构件数量×零件数量×长度×［H－T＋H(B)］×T×7.85/1000000
圆钢：
构件数量×零件数量×长度×D×D×0.00617/1000（注：0.00617=7.85PI()/4000）
钢管：
构件数量×零件数量×长度×（D－T）×T×0.02466/1000
（注：0.02466=7.85PI()/1000）
矩形钢：
构件数量×零件数量×长度×［(H－Tf×2)×Tw＋B×Tf］×2×
7.85/1000000
钢板：
构件数量×零件数量×H×B×T×7.85/1000000
钢球：
构件数量×零件数量×4/3*PI*半径*半径*半径*7.85/1000000
钢结构的一些计算方法及公式
1-1框架柱的截面尺寸确定方法
(1)现浇框架柱的混凝土强度等级，当抗震等级为一级时，不得低于C30;抗震等级为二至四级及非抗震设计时，不低于C20,设防烈度8 度时不宜大于C70,9度时不宜大于C60。
(2)框架柱截面尺寸，可根据柱支承的楼层面积计算由竖向荷载产生的轴力设计值`N V(荷载分项系数可取1.25),按下列公式估算柱截面积`A O`,然后再确定柱边长。
1)仪有风荷载作用或无地震作用组合时
N=(10.5~1. 1)N V (5-15)
A C^≥`(N)/(F C)~ (5-16)
2)有水平地震作用组合时
N=Z`N V^ (5-17)
_
Z为增大系数，框架结构外柱取1.3,不等跨内柱取1.25,等跨内柱取1.2;框剪结构外柱取1.1~1.2,内桩取1.0.有地震作用组合时柱所需截面面积为‘A C^≥`(N)/(M NF C)~ (5-18)
其中^F C^为混凝土轴心抗压强度设计值，MN为柱轴压比限值
当不能满足公式(5-16)、(5-18)时，应增大柱截面或提高混凝土强度等级。
(3)柱截耐尺寸：非抗震设计时，不宜小于250MM,抗震设计时，不宜小于300MM;圆柱截面直径不宜小于350MM;柱剪跨比宜大于2; 柱截面高宽比不宜大于3。
框架柱剪跨比可按下式计算：A=M/(V`H O`) (5-19)
式中A——框架柱的剪跨比。反弯点位于柱高中部的框架柱，可取柱净高与2倍柱截面
有效高度之比值；
M-柱端截面组合的弯矩计算值，可取上、下端的较大值；
V-柱端截面与组台弯矩计算值对应的组合剪力计算值；
钢结构连接计算公式总汇
钢结构连接计算公式总汇
1：钢结构连接计算公式总汇
本旨在提供钢结构连接计算公式的总汇，以便工程师在进行钢结构计算设计时能够准确、高效地进行连接设计。以下是各类常用的钢结构连接计算公式详细细化。
1. 强度计算公式
1.1 焊缝强度计算公式
在焊缝连接设计中，可以使用以下强度计算公式：
σ = k1 × k2 × k3 × α × A
其中，σ为焊缝的强度；
k1为材料强度的修正系数；
k2为焊缝形状的修正系数；
k3为焊缝质量的修正系数；
α为焊缝强度的系数；
A为焊缝的有效截面积。
1.2 螺栓强度计算公式
在螺栓连接设计中，可以使用以下强度计算公式：
σ = k1 × k2 × α × A
其中，σ为螺栓的强度；
k1为材料强度的修正系数；
k2为螺栓形状的修正系数；
α为螺栓强度的系数；
A为螺栓的有效截面积。
2. 刚度计算公式
2.1 焊缝刚度计算公式
焊缝连接的刚度计算可以使用以下公式：
k = k1 × k2 × k3 × α × E × I / L 其中，k为焊缝的刚度；
k1为材料刚度的修正系数；
k2为焊缝形状的修正系数；
k3为焊缝质量的修正系数；
α为焊缝刚度的系数；
E为材料的弹性模量；
I为焊缝截面惯性矩；
L为焊缝的长度。
2.2 螺栓刚度计算公式
螺栓连接的刚度计算可以使用以下公式：
k = k1 × k2 × α × E × A / L
其中，k为螺栓的刚度；
k1为材料刚度的修正系数；
k2为螺栓形状的修正系数；
α为螺栓刚度的系数；
E为材料的弹性模量；
A为螺栓的截面积；
L为螺栓的长度。
附件：
1. 强度计算公式表格
2. 刚度计算公式表格
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1．构件得强度与稳定性计算公式（表2-93）
P107
相关
公式
稳定系数得取值
单向弯曲为重点。P55,P79
P62 P63
P78
P80例题
如何验算
较少遇到得
情况
总结比较凌乱
2．连接计算公式（表2-94）
各自得公式？
焊缝受弯扭相关
公式未归纳！
实际中较少遇到
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1.弹性模量计算公式：
弹性模量(E)=应力(σ)/应变(ε)
2.杨氏模量计算公式：
杨氏模量(E)=弹性模量(E)/(1+泊松比(ν))
3.截面惯性矩计算公式：
截面惯性矩(I)=钢材密度(ρ)×面积(A)×斜边平方(B^2+H^2)/12
4.截面面积计算公式：
截面面积(A)=宽度(B)×高度(H)
5.截面扭转常数计算公式：
截面扭转常数(J)=钢材密度(ρ)×面积(A)×(B^2+H^2)/4
6.截面俯仰半径计算公式：
截面俯仰半径(r)=平均弯曲半径(R)^2×面积(A)/(4×截面惯性矩(I))
7.截面抵抗矩计算公式：
截面抵抗矩(W)=截面惯性矩(I)×钢材密度(ρ)/2
8.截面抵抗系数计算公式：
截面抵抗系数(Z)=截面抵抗矩(W)/高度(H)
9.截面塑性模量计算公式：
截面塑性模量(ZP)=(2×截面抵抗系数(Z)×高度(H))/(钢材密度(ρ)×宽度(B))
10.截面极限承载力计算公式：
截面极限承载力(Pu) = 截面抵抗系数(Z) × 强度设计值(fu)
11.轴心受压疲劳强度计算公式：
轴心受压疲劳强度(σf) = (0.707 × 强度设计值(fu)) / 安全系数(γm)
12.截面受弯强度计算公式：
截面受弯强度(Mp) = 截面抵抗矩(W) × 强度设计值(fy) / 安全系数(γm)
13.吊孔极限载荷计算公式：
吊孔极限载荷(Pf)=吊孔抗剪极限载荷(Ps)×安全系数(γf)
14.钢管撑杆计算公式：
撑杆的承载力(Pc)=钢材密度(ρ)×0.25×(外径(Do)^4-内径
钢结构的计算公式-大全
实用标准文案
精彩文档钢结构计算公式汇总
第一章：钢结构连接计算公式总汇
一．焊接连接
1．对接焊缝连接
（1）钢板
or w v w w t w w w c w t w f t l V f t l N t l M
f
f t l N 5.16,/2（2）工字形钢w t eq w v w w w t w w v w w w t w w f f t I VS f I h M f t I VS f A N W M 1.13221210110102．角焊缝连接
（1）侧焊缝 (N) w f w f f f l h N )7.0/(（2）端焊缝 (N) w f w f f f f l h N )7.0/(（3）斜焊缝 (Nx, Ny) 3/sin 1/1)7.0/(2f w f w f f f f l h N （4）围焊缝（N ）w f w f f f f l h N )7.0/(（5）角钢围焊缝 (N) )7.02/(2/)7.02/(2/23221311w f f f w f w f f f w f f N k b h l h f N k b h l h
钢结构材料计算公式大全
钢结构材料计算公式大全
方钢重量〔公斤〕=0.00785×边宽×边宽×长度
圆钢重量〔公斤〕=0.00617×直径×直径×长度方钢重量
六角钢重量〔公斤〕=0.0068×对边宽×对边宽×长度
八角钢重量〔公斤〕=0.0065×对边宽×对边宽×长度
螺纹钢重量〔公斤〕=0.00617×计算直径×计算直径×长度
角钢重量〔公斤〕=0.00785×〔边宽+边宽-边厚〕×边厚×长度扁钢重量〔公斤〕=0.00785×厚度×边宽×长度
钢管重量〔公斤〕=0.02466×壁厚×〔外径-壁厚〕×长度
六方体体积的计算
公式① s20.866×H/m/k
即对边×对边×0.866×高或厚度
各种钢管(材)重量换算公式
钢管的重量=0.25×π×(外径平方-内径平方)×L×钢铁比重
其中：π = 3.14 L=钢管长度
所以
钢管的重量=0.25×3.14×(外径平方-内径平方)×L×7.8 *
如果尺寸单位取米〔M〕,则计算的重量结果为公斤〔Kg〕
钢的密度为：7.85g/cm3 〔注意：单位换算〕
钢材理论重量计算
钢材理论重量计算的计量单位为公斤〔kg 〕。
其基本公式为：
W〔重量，kg 〕
=F(断面积mm2)×L(长度，m)×ρ(密度，g/cm3)×1/1000
各种钢材理论重量计算公式如下：
圆钢盘条〔kg/m〕
W= 0.006165 ×d×d
d = 直径mm
直径100 mm 的圆钢，求每m 重量。
螺纹钢〔kg/m〕
W= 0.00617 ×d×d d= 断面直径mm
断面直径为12 mm 的螺纹钢，求每m 重量。
方钢〔kg/m〕W= 0.00785 ×a ×a a= 边宽mm
钢结构计算公式汇总
3） 整体稳定计算
即： N f
A
cr / fy 稳定系数，可按截面分类和构件
长细比查表得到。 4） 局部稳定计算
主要通过翼板的宽厚比和腹板的高厚比保证
五。受弯构件
1）强度计算
正应力
如采用塑性极限弯矩设计，可节省钢材用量，但实际设计中为了避免过大的非
弹性变形，把梁的极限弯矩取在两式之间，并使塑性区高度限制在(1/8-1/4)梁高
螺栓种类
受力状态 受剪
承压型高强度 螺栓
受拉
兼受剪拉
计算公式
备注
N
b v
nv
d2
4
f
b v
N
b c
d
t fcb
取二者较小值，当剪切面在 螺纹处时
N
b v
nv
d
2 e
4
f
b v
Ntb
d
2 e
4
ftb
2
2
N N
v b
v
N N
t b
t
1
或
f
w c
N
ห้องสมุดไป่ตู้
N cos
lw t
f
w v
N
a N
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第一章：钢结构连接计算公式总汇 一．焊接连接
1．对接焊缝连接
（1） 钢板
or w v w w
t w w w c w t w f t
l V
f t l N t l M f f t l N ≤=
≤+=
≤=5.16,/2
τσσ （2） 工字形钢
w
t eq w
v w w w
t
w
w
v w w w t w
w f f t I VS f I h M
f t I VS f A N W M 1.13221210
1
10
10
≤+=≤=
≤=≤=≤+=
τσστστσ
2．角焊缝连接
（1） 侧焊缝(N)
w f w f f f l h N ≤=∑)7.0/(τ
（2） 端焊缝 (N)
w f w f f f f l h N ≤=∑)7.0/(βτ
（3） 斜焊缝 (Nx, Ny)
3
/sin 1/1)7.0/(2
θββτθθ-=≤=∑f w f w f f f f l h N
（4） 围焊缝（N ）
w f w f f f f l h N ≤=∑)7.0/(βτ
（5） 角钢围焊缝 (N)
)7.02/(2/)7.02/(2/23221311w f f f w f w f f f w f f N k b h l h f N k b h l h ⨯=+⨯=+ββ
or
)
7.02/(2/)
7.02/(2/231311w f f f w f f f w f f N k b h f N k b h l h ⨯=⨯=+ββ
（6） 角焊缝（M, N, V ）
f A M fAz I My /=σ f B M fBz I My /=σ
常见的钢结构计算公式
2-5 钢结构计算
2-5-1 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/T 700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.
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2-5 钢结构计算
2-5-1 钢结构计算用表
为保证承重结构得承载能力与防止在一定条件下出现脆性破坏,应根据结构得重要性、荷载特征、结构形式、应力状态、连接方法、钢材厚度与工作环境等因素综合考虑,选用合适得钢材牌号与材性。
承重结构得钢材宜采用Q235钢、Q345钢、Q390钢与Q420钢,其质量应分别符合现行国家标准《碳素结构钢》GB/T 700与《低合金高强度结构钢》GB/T 1591得规定。当采用其她牌号得钢材时,尚应符合相应有关标准得规定与要求。对Q235钢宜选用镇静钢或半镇静钢。
承重结构得钢材应具有抗拉强度、伸长率、屈服强度与硫、磷含量得合格保证,对焊接结构尚应具有碳含量得合格保证。
焊接承重结构以及重要得非焊接承重结构得钢材还应具有冷弯试验得合格保证。
对于需要验算疲劳得焊接结构得钢材,应具有常温冲击韧性得合格保证。当结构工作温度等于或低于0℃但高于-20℃时,Q235钢与Q345钢应具有0℃C冲击韧性得合格保证;对Q390钢与Q420钢应具有-20℃冲击韧性得合格保证。当结构工作温度等于或低于-20℃时,对Q235钢与Q345钢应具有-20℃冲击韧性得合格保证;对Q390钢与Q420钢应具有-40℃冲击韧性得合格保证。
对于需要验算疲劳得非焊接结构得钢材亦应具有常温冲击韧性得合格保证,当结构工作温度等于或低于-20℃时,对Q235钢与Q345钢应具有0℃冲击韧性得合格保证;对Q390钢与Q420钢应具有-20℃冲击韧性得合格保证。
当焊接承重结构为防止钢材得层状撕裂而采用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得规定。
钢材得强度设计值(材料强度得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。钢铸件得强度设计值应按表2-78采用。连接得强度设计值应按表2-79至表2-81采用。
钢材得强度设计值(N/mm2) 表2-77
钢铸件得强度设计值(N/mm2) 表2-78
家标准《碳素钢埋弧焊用焊剂》GB/T 5293与《低合金钢埋弧焊用焊剂》GB/T 12470中相关得规定;
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得规定。其中厚度小于8mm钢材得对接焊缝,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计值取f c w,抗弯受拉区强度设计值取f t w。
螺栓连接得强度设计值(N/mm2) 表2-80
或l＞10d或l＞150mm(按较小值)得螺栓。d为公称直径,l为螺杆公称长度;
2.A、B级螺栓孔得精度与孔壁表面粗糙度,C级螺栓孔得允许偏差与孔壁表面粗糙度,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得要求。
铆钉连接得强度设计值(N/mm2) 表2-81
1)在装配好得构件上按设计孔径钻成得孔;
2)在单个零件与构件上按设计孔径分别用钻模钻成得孔;
3)在单个零件上先钻成或冲成较小得孔径,然后在装配好得构件上再扩钻至设计孔径得孔。
2.在单个零件上一次冲成或不用钻模钻成设计孔径得孔属于II类孔。
计算下列情况得结构构件或连接时,上述强度设计值应乘以相应得折减系
数:
1.单面连接得单角钢
1)按轴心受力计算强度与连接0、85;
2)按轴心受压计算稳定性
等边角钢0、6＋0、0015δ,但不大于1、0:
短边相连得不等边角钢0、5＋0、0025δ,但不大于1、0;
长边相连得不等边角钢0、70;
几为长细比,对中间无连接得单角钢压杆,应按最小回转半径计算,当δ＜20时,取δ＝20;
2.无垫板得单面施焊对接焊缝0、85;
3.施工条件较差得高空安装焊缝与铆钉连接0、90;
4.沉头与半沉头铆钉连接0、80。
注:当几种情况同时存在时,其折减系数应连乘。
钢材与钢铸件得物理性能指标见表2-82。
钢材与钢铸件得物理性能指标表2-82
所列得容许值。
受弯构件挠度允许值表2-83
2.[νT]为全部荷载标准值产生得挠度(如有起拱应减去拱度)允许值;
[νQ]为可变荷载标准值产生得挠度允许值。
框架结构得水平位移允许值:在风荷载标准值作用下框架柱顶水平位移与层间相对位移不宜超过下列数值。
1.无桥式吊车得单层框架得柱顶位移H/150
2.有桥式吊车得单层框架得柱顶位移H/400
3.多层框架得柱顶位移H/500
4.多层框架得层间相对位移h/400
H为自基础顶面至柱顶得总高度;h为层高。
注:1.对室内装修要求较高得民用建筑多层框架结构,层间相对位移宜适当减小。无墙壁得多层框架结构,层间相对位移可适当放宽。
2.对轻型框架结构得柱顶水平位移与层间位移均可适当放宽。
桁架弦杆与单系腹杆得计算长度见表2-84。
桁架弦杆与单系腹杆得计算长度l0表2-84
1
2.斜平面系指与桁架平面斜交得平面,适用于构件截面两主轴均不在桁架平面内得单角钢腹杆与双角钢十字形截面腹杆。
3.无节点板得腹杆计算长度在任意平面内均取其等于几何长度(钢管结构除外)。
受拉构件得允许长细比见表2-85。受压构件得允许长细比见表2-86。
受拉构件得允许长细比表2-85
2.在直接或间接承受动力荷载得结构中,单角钢受拉构件长细比得计算方法与表2-86注2相同。
3.中、重级工作制吊车桁架下弦杆得长细比不宜超过200。
4.在设有夹钳或刚性料耙等硬钩吊车得厂房中,支撑(表中第2项除外)得长细比不宜超过300。
5.受拉构件在永久荷载与风荷载组合作用下受压时,其长细比不宜超过250。
6.跨度等于或大于60m得桁架,其受拉弦杆与腹杆得长细比不宜超过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)。
受压构件得允许长细比表2-86
值可取为200。
2.计算单角钢受压构件得长细比时,应采用角钢得最小回转半径,但在计算交叉杆件平面外得长细比时,可采用与角钢肢边平行轴得回转半径。
3.跨度等于或大于60m得桁架,其受压弦杆与端压杆得允许长细比值宜取为100,其她受压腹杆可取为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得折减系数见表2-87。
单层厂房阶形柱计算长度得折减系数表2-87