钢结构下册房屋钢结构设计与计算
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。
钢结构设计实例【含计算过程】
N 470.78 10 3 2 2 ＝2190 mm ＝21.9cm f 215
2
选用 2L140×90×10（短边相连） ：A＝42.4cm ， i x ＝2.56cm， i y ＝6.77cm。 验算：在节点设计时，将位于下弦杆连接支撑的螺栓孔包在点板内，且使栓孔中心到节 点板近端边缘距离不小于 100cm，故截面验算中不考虑栓孔对截面的削弱，按毛截面验算 （[λ]＝350）
16
41
40
39
30
38
31
5
37
32
36
6 33
35
34
27
28
26
25 18
1
2
10 a Ra b
9 c
8 d
7 e
42
29
23
3
4
43
44
45
Rb
六、杆件截面选择
1、上弦 FG、GH 整个上弦不变截面，取上弦最大设计杆力计算。N＝-479.04kN，l0x＝1508mm，l0y＝l1 ＝3016mm（按大型屋面板与屋架保证三点焊接考虑，取 l1 为两块屋面板宽） 。根据腹杆最 大设计杆力 NaB＝-300.87kN，取中间节点板厚度 t＝10mm，支座节点板厚 t＝12mm。 先由非对称轴选择截面，假设λ＝60，由附表 4-2 查得 ＝0.807（由双角钢组成的 T 形和十字形截面均属 b 类） ，需要的截面面积： As＝
第 2 页 共 13 页
P活 ＝1.19×1.5×6＝10.71 kN 施工阶段“屋架及支撑自重+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载” 。这时只有屋架及支 撑自重是分布于全跨的恒荷载，而屋面板自重及施工荷载（取屋面活荷载数值）即可能出 现在左半跨，也可能出现在右半跨，取决于屋面板的安装顺序。当从屋架两端对称安装屋
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。
钢结构课程设计计算说明书(2024版)
一、荷载计算永久荷载（设计值）：预应力混凝土屋面板 1.45kN/m2×1.35=1.96kN/m2三毡四油（上铺绿豆砂）防水层0.40kN/m2×1.35=0.54kN/m2水泥砂浆找平层0.40kN/m2×1.35=0.54kN/m2保温层0.70kN/m2×1.35=0.95kN/m2一毡二油隔气层0.05kN/m2×1.35=0.07kN/m2水泥砂浆找平层0.30kN/m2×1.35=0.41kN/m2屋架和支撑自重（0.12+0.011×16）×1.35=0.40kN/m2管道荷载0.10kN/m2×1.35=0.135kN/m2合计 5.005kN/m2可变荷载：施工荷载和雪荷载不同时考虑，而是取两者的较大值。
屋面活荷载0.70kN/m2×1.4=0.98kN/m2积灰荷载0.70kN/m2×1.4=0.98kN/m2合计 1.96kN/m2屋面坡度不大，对荷载影响小，未予考虑。
风荷载对屋面为吸力，重屋盖可不考虑。
二、荷载组合本设计按全跨荷载的永久效应组合：5.005+0.7×0.98+0.9×0.98=6.573kN/m2本设计为16m跨度，取5等分，即每单跨3.2m，根据结构布置，存在两种形式的节点荷载，即6m×3.2m和6m×1.6m，分别计算其大小。
F d=6.573×6×3.2=126.20 kNF d=6.573×6×1.6=63.10 kN内力计算kN 利用ansys软件，计算出各节点的杆件内力，得出最大拉力杆件值为596.10；最大压力在杆件值为606.87。
kN 三、杆件截面设计根据腹杆最大内力值,由屋架节点板厚度参考可知：支座节点板厚度取14mm ；其余节点板与垫板厚度取12mm 。
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；H O^——计算方向上截面有效高度。
(4)柱的剪跨比宜大于2,以避免产生剪切破坏。
在设计中，楼梯间、设备层等部位难以避免短柱时，除应验算柱的受剪承载力以外，还应采取措施提高其延性和抗剪能力(5)框架柱截面尺寸应满足抗剪(即剪压比)要求。
矩形截面柱应符合下列要求；无地震组合时N C^≤`0.25B CF CBH O (5-20)N C^≤(1)/(R RE)~(0.2)`B CF CBH O` (5-21)N C^≤(1)/(R RE)(0. 15)`B CF CBH O (5-22)式中`v C`——框架柱的剪力设计值；F C`——混凝土轴心抗压强度设计值；B、`H O`——柱截面宽度和截面有效高度；R RE`----承载力抗震调整系数为085;B C` ——当≤C50时，`B C`取1 . 0;C80时，`B C^取0 . 8;_ _ _C50～C80之间时，取其内插值。
《钢结构》课程设计计算书
一、 设计资料及有关规定1、跨度L=15m 。
柱距（屋架间距）为6m ；长度为84m 。
2、屋面为彩色涂层压型钢板复合保温板（含檩条） 0.25 KN/m 2屋架及支撑 0.12+0.011×L （m ）KN/m 2 3、雪荷载 0.50KN/m 2 4、钢材为Q235（3号钢）,焊条采用E43型 5、屋面坡度i=1/36、悬挂荷载 0.3 KN/m 27、屋盖承重结构采用三角形钢屋架8、令钢屋架简支在钢筋混凝土柱顶上。
上柱截面为400mm ×400mm ，所用混凝土为C25,轴心抗压强度设计值211.9/c f N m m 。
二、 屋架尺寸及檩条设置1、屋架几何长度及节点编号如图所示，运输单元如图半跨7.5m 运输,最大高度3m 。
起拱高度f =L/500=15000/500=30mm2、檩条支承于屋架上弦节点处。
故采用檩条间距为2.646m 。
檩条跨度6m 。
在檩条间跨中位置设置拉条，圆钢拉条10mm 。
屋脊和屋檐处都设置斜拉条及撑杆。
三、 支撑布置1. 根据厂房长度(84m>60m)、跨度15m 及荷载等情况，设置上弦横向水平支撑3道，下弦横向水平支撑3道，防止屋架水平方向振动。
仅在跨度中央设置一道垂直支撑。
上弦平面内在屋脊处设置刚性系杆及两端设置柔性系杆；下弦平面内在跨中设置刚性系杆及两端设置柔性系杆。
梯形钢屋架支撑布置如图所示：四、杆件内力计算1.荷载计算永久荷载标准值:屋架及支撑0.12+0.011×L=0.285 2K N m(水平)/屋面及保温（檩条） 0.25 2/K N m悬挂荷载 0.3 2K N m/总计 0.835 2K N m/可变荷载标准值:雪荷载 0.8 2K N m/总计 0.82K N m/永久荷载设计值 1.2×0.835=1.002 kN/㎡可变荷载设计值 1.4×0.8=1.12 kN/㎡风荷载不考虑2.荷载组合设计屋架时，应考虑以下三种组合：组合一全跨永久荷载+全跨可变荷载屋架上弦节点荷载 P=(1.002+1.12) ×2.7×6=34.376 kN组合二全跨永久荷载+半跨可变荷载屋架上弦节点荷载 P1 =1.002×2.7×6=16.232 kNP2 =1.12×2.7×6=18.144 kN组合三全跨屋架及支撑自重+半跨屋面结构材料+半跨施工荷载屋架上弦节点荷载 P3=1.2×0.285×2.7×6=5.54kNP4=1.2×0.55×2.7×6=10.692 kNP5=1.4×1.0=1.4 kN3.杆件内力计算本设计使用结构力学求解器,计算杆件在单位节点力作用下各杆件的内力系数。
钢结构屋架设计计算书
一、设计资料天津某车间，屋架跨度为18m，房屋总厂为60m，屋架间距6m，屋面坡度i＝1／10，屋面采用1.5m×6m的钢筋混凝土大型屋面板（1.4KN／m2），80mm厚泡沫混凝土（0.3KN／m2），20mm厚水泥砂浆（0.3KN／m2），二毡三油铺绿石砂（0.3KN ／m2），屋面活荷载0.7KN／m2，雪荷载0.5KN／m2，积灰荷载0.5KN／m2，屋架端高1990mm，两端较之于钢筋混凝土柱上，柱混凝土强度C20。
二、屋架形式和几何尺寸屋架计算跨度l0＝l－300＝1800－300＝17700mm屋架端部高度取h0＝1990mm屋架跨中高度h＝h0＋i×l0／2＝1990＋0.1×17700／2＝2875mm屋架高跨比l0／h＝2.875／17.7＝1／6.16为使屋架上弦节点受荷，腹杆采用人字式，上弦节点用平间距取1.5m。
三、屋盖支撑布置根据车间长度、跨度及荷载情况，设置三道上下弦横向水平支撑。
由于房间端部为山墙，第一柱间间距小于6m，因此该厂房两端的横向水平支撑设在第二间柱。
设置两道下弦纵向水平支撑。
在第一柱间的上弦设置刚性系杆保证安装时上弦的稳定，下弦设置刚性系杆以传递山墙的风荷载。
在设置水平支撑的柱间，在屋架跨中及两端，两屋架间共设置三道竖向支撑。
屋脊节点及屋架支座处延厂房通长设置刚性系杆，屋架下弦设置一道柔性系杆。
屋架支撑的布置如下图：四、荷载计算屋面活荷载与雪荷载不会同时出现，从资料可知屋面活荷载大雨雪荷载取屋面活荷载计算。
屋架沿水平投影面积分布的自重（包括支撑）按经验公式（P10＝0.12＋0.011×跨度）计算，跨度单位为米。
荷载：永久荷载：防水层（二毡三油铺绿石砂）0.3×1.2＝0.36KN／m2找平层（20厚水泥砂浆）0.3×1.2＝0.36KN／m2保温层（80厚泡沫混凝土）0.5×1.2＝0.6KN／m2预应力钢筋混凝土大型屋面板（包括灌缝） 1.4×1.2＝1.68KN／m2屋架及支撑自重（0.12＋0.011×18）×1.2＝0.38KN／m2恒载总和∑＝3.38KN／m2可变荷载：屋面荷载0.7×1.4＝0.98KN／m2积灰荷载0.5×1.4＝0.7KN／m2活荷载总和∑＝1.68KN／m2计算荷载时应考虑以下三种荷载组合：1、全跨永久荷载＋全跨可变荷载P 恒＝3.38×1.5×6＝30.42KN P 活＝1.68×1.5×6＝15.12KN2、全跨永久荷载＋半跨可变荷载P 恒＝3.38×1.5×6＝30.42KN P 活＝1.68×1.5×6＝15.12KN3、 全跨屋架包括自重＋半跨屋面板自重＋半跨屋面活载P 恒'＝0.38×1.5×6＝3.42KN P 活'＝（1.68＋0.98）×1.5×6＝23.94KN1、2为使用阶段和在情况，3为施工阶段荷载情况，经过计算，第二种荷载组合所产生的杆件内力，对本题的杆件不起控制作用，所以不列入以下计算中。
钢结构设计计算
钢结构设计计算简介本文档旨在介绍钢结构设计计算的基本原理和步骤。
钢结构设计计算的步骤1. 结构荷载计算：根据设计需求、使用环境和相关标准，确定结构所承受的荷载类型和大小。
2. 结构分析：采用结构力学原理，对荷载作用下的结构进行分析，计算各个部位的内力和变形。
3. 钢材选型：根据结构荷载和分析结果，选择适当的钢材，包括型钢、薄板和焊接材料等。
4. 截面设计：根据钢材特性和结构受力情况，进行截面尺寸和配筋的确定，以满足结构的承载能力和刚度要求。
5. 节点设计：设计结构的连接节点，包括焊接、螺栓连接或铆接等方式，确保节点的强度和刚度。
6. 接缝设计：根据结构的特点和使用要求，设计适当的接缝形式，如焊缝、螺栓连接或摩擦连接等。
7. 结构校核：对设计结果进行校核，确保结构的安全性、可靠性和经济性。
8. 绘图和生成报告：根据设计结果，进行结构绘图和报告撰写，用于施工和审查。
注意事项1. 在进行钢结构设计计算时，应遵守相关的设计规范和标准，确保结构的安全性和合规性。
2. 结构设计计算是一个复杂的工作，需要综合考虑力学、材料科学、数学和工程经济等方面的知识。
3. 结构的实际施工过程中，应严格按照设计要求进行，确保结构的质量和稳定性。
4. 在进行设计计算时，应注意保护知识产权和遵守相关法律法规，不使用未经授权的资料或信息。
结论钢结构设计计算是一项重要的工作，它涉及到结构的安全性和可靠性。
通过合理的设计计算，可以确保钢结构在使用过程中承受荷载并保持稳定。
同时，设计计算也需要遵守相关规范和法律法规，保护知识产权和维护工程的合法性。
钢结构设计与计算（第2版）
钢结构设计与计算（第2版）
佚名
【期刊名称】《建筑结构》
【年(卷),期】2006(36)B03
【摘要】由包头钢铁设计研究总院与中国钢结构协会房屋建筑钢结构分会共同组
织编写，主编柴昶、宋曼华，主审武人岱。
本书依据最新的设计规范进行修讯以实例形式介绍钢结构各种基本构件、构件连接，以及框排架、变截面门式刚架、多层框架、屋盖、吊车梁、柱及支撑体系的设计计算方法。
此外还列入压型钢板、蜂窝梁、圆管与方管薄壁屋架、钢-混凝土组合楼盖、圆形与矩形钢管混凝土柱等结构，以及矮肩粱、插入式柱脚、托板与法兰连接、突变截面梁的主拉应力疲劳等项计算，并增加了钢结构设计的基本要求、用钢量参考指标以及新的钢材规格与相关技术标准索引等内容。
【总页数】1页(P23-23)
【关键词】设计计算方法;钢结构设计;第2版;钢-混凝土组合楼盖;矩形钢管混凝土柱;变截面门式刚架;建筑钢结构;设计研究;基本构件;设计规范
【正文语种】中文
【中图分类】TU391;TS211.8
【相关文献】
1.钢结构设计规范中框架柱计算长度系数的分析计算 [J], 张艳霞;邹积麟
2.工业炉CAD系统—工业炉设计辅助计算系统的开发（之IV）：钢结构计算 [J], 董补全;李世友
3.钢结构计算机辅助设计系统（STCAD）的设计及程序实现 [J], 顾铭
4.STS有关参数取值问题的探讨——采用钢结构分析与设计软件STS的框排架平面模型计算钢结构厂房钢架 [J], 曹立迎
5.本期问题:钢结构设计必须提供防火计算书吗? [J], 邹安宇;刘卫国
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
门式刚架轻型房屋钢结构荷载计算
门式刚架轻型房屋钢结构荷载计算1.使用场所和设计载荷确定根据房屋的实际使用场所和设计目的，确定相应的设计载荷。
例如，住宅的设计载荷包括自重、活载和风载，而仓库的设计载荷包括自重、活载、风载和雪载等。
2.结构布置和材料选用根据荷载计算的结果，确定门式刚架轻型房屋的结构布置和材料选用。
结构布置要满足力学平衡条件，材料的选用要符合相关规范的要求。
3.自重计算4.活载计算活载是指在使用过程中产生的临时荷载，如人员、家具、设备等。
根据设计载荷和相关规范，计算房屋在使用过程中的活载，并按照相应的荷载组合进行叠加计算。
5.风载计算6.雪载计算对于部分地区出现大雪的情况，还需要对门式刚架轻型房屋进行雪载计算。
根据地区的特点和相关规范，确定雪的密度和深度等参数，然后按照相应的荷载组合进行叠加计算。
7.荷载组合计算根据设计要求和相关规范，确定荷载的组合方式。
一般来说，自重和活载按照1.2倍作用于结构，风载按照1.4倍作用于结构，雪载按照1.2倍作用于结构。
8.结构内力计算根据门式刚架轻型房屋的结构布置、荷载组合和材料特性，采用力学方法计算结构的内力。
根据内力计算结果，可以确定结构的强度和稳定性，以及所需的材料规格和截面尺寸。
9.结构验算和设计优化对于门式刚架轻型房屋的钢结构，还需要进行验算和设计优化。
验算是检查结构的强度、稳定性和安全性是否满足相关规范的要求，而设计优化是在满足规范的基础上，通过调整结构布置或材料选用等手段，使结构更经济、更合理。
综上所述，门式刚架轻型房屋钢结构荷载计算需要从使用场所和设计载荷确定开始，逐步进行自重计算、活载计算、风载计算、雪载计算、荷载组合计算、结构内力计算、结构验算和设计优化等步骤。
通过科学的计算和设计，可以确保门式刚架轻型房屋钢结构的安全可靠。
钢结构设计实例含计算过程
钢结构设计实例含计算过程钢结构是一种广泛应用于建筑和桥梁等工程领域的结构材料，它具有高强度、轻质、可塑性好等优点。
本文将以一个钢结构设计实例为例，详细介绍钢结构设计的计算过程。
假设我们要设计一座有限高度的钢制屋顶结构，屋顶形状为一个深度为5米，宽度为10米的矩形。
屋顶的高度为2米，屋顶材料选择高强度钢。
第一步：确定荷载在进行钢结构设计之前，首先要确定各种荷载。
对于屋顶结构来说，有以下几种荷载需要考虑：1.死荷载：包括屋顶自身重量和可能的附加物重量。
假设屋顶材料厚度为0.1米，密度为7850千克/立方米，则单个屋顶板的重量为：屋顶板重量=宽度*深度*厚度*密度=10*5*0.1*7850=3925千克假设附加物重量为500千克，则总的死荷载为4425千克。
2.活荷载：考虑到可能的雪、风等荷载，我们假设活荷载为500千克。
3.风荷载：由于屋顶暴露在室外，需要考虑风的荷载。
根据当地的设计规范，假设风压为0.5千牛/平方米，则风荷载为：风荷载=风压*屋顶面积=0.5*(10*5)=25千牛第二步：确定结构类型和构件在确定了荷载之后，我们需要选择合适的结构类型和构件来满足设计要求。
考虑到屋顶的形状和荷载情况，我们选择采用钢柱和梁来支撑屋顶。
钢柱的截面形状选择为矩形，梁的截面形状选择为I型钢梁。
第三步：计算构件尺寸根据荷载和构件材料的强度等参数，我们可以计算出构件的尺寸。
假设钢材的屈服强度为300兆帕，安全系数取1.5，则钢柱和梁的截面尺寸计算如下：1.钢柱截面尺寸计算：首先计算柱子所承受的最大压力荷载。
假设柱子的高度为2米，柱子自身重量忽略不计，则柱子的面积为：柱子面积=死荷载/(钢材强度*安全系数)=4425/(300*1.5)=9.83平方米选择合适的矩形截面，假设柱子宽度为0.2米，则柱子的高度为：柱子高度=柱子面积/柱子宽度=9.83/0.2=49.15米选择合适的矩形截面尺寸，例如宽度为200毫米，高度为500毫米。
钢结构课程设计计算书
钢结构课程设计计算书钢结构课程设计计算书一、设计题目：焊接梯形钢屋架设计二、设计概况：屋架计算跨度：l0=21-2*0.15=20.7m跨中端部高度：本设计为无檩屋盖方案，采用平坡梯形屋架，取屋架在21m 轴线处的端部高度h0=1.99M，屋架的中部高度：h=3.04M。
则屋架在20.7M处两端高度为2.005M，屋架跨中起拱按l0/500考虑，取40mm。
屋架尺寸及几何形状如下图：21米跨屋架几何尺寸三、荷载计算：屋面活荷载与雪荷载不同时考虑，计算时，取较大的荷载标准值计算，故取屋面活荷载0.7KN/M进行计算。
屋架沿水平投影面积分布的自重，按经验公式gk=0.12+0.011lKN/M^2计算，跨度单位为M。
荷载计算如下表（1）全跨永久荷载+全跨可变荷载：F=（4.32135+2.1）*1.5*6=57.7952.84KN （2）全跨永久荷载+半跨可变荷载：F1=4.32135*1.5*6=38.8936.46 KNF2=2.1*1.5*6=18.916.38 KN（3）全跨屋架自重+半跨屋面自重+半跨屋面活载：F3=0.474*1.5*6=4.266 KN F4=(1.89+0.98)*1.5*6=25.83 KN 其中，（1）（2）为使用节点荷载，（3）为施工阶段荷载。
四、内力计算：上述三种荷载组合作用下的计算简图如下。
由单位荷载作用下各杆的内力值计算其内力组合：五、杆件设计：（1）上弦杆：整个上弦杆采用等截面角钢，按最大设计内力的FG杆设计。
N=-643.6KN，计算跨度l0x=l0=1.5M，l0y=3*l0=3*1.5M=4.5M。
选择两不等肢角钢，断肢相并。
腹杆最大内力aB，N=-406.02KN，中间节点板厚度选用12mm，支座节点板厚选用14mm。
由于双角钢组成的T形和十字形截面均属于b类截面。
取λ=60。
查表得，稳定系数υ=0.807，则所需的截面面积为：A=N/(υf)=643.6*100/(0.807*215)=37092mm查表选取2L140*90*10角钢。
钢结构设计计算方法
钢结构设计计算方法1. 引言钢结构是一种应用广泛的建筑结构形式，其具有高强度、高刚度和良好的可塑性等优点。
为了确保钢结构的安全性和可靠性，在设计过程中需要进行详细的计算。
本文将介绍钢结构设计计算的方法。
2. 信息收集与分析在进行钢结构设计计算之前，我们首先需要收集必要的信息，并进行详细的分析。
收集的信息包括建筑的平面布置图、结构图、荷载情况等。
分析的内容包括荷载的类型、大小和分布情况，以及结构的受力情况。
3. 荷载计算荷载计算是钢结构设计计算中非常重要的一部分。
根据国家相关规范和标准，我们可以计算出各种不同荷载的作用于结构上的大小。
常见的荷载包括自重、活载、风载和地震载等。
通过合理的计算方法，可以准确确定各种荷载的作用力。
4. 结构模型的选择与建立在进行钢结构设计计算之前，需要选择并建立合适的结构模型。
结构模型可以分为二维模型和三维模型两种。
对于简单的结构，二维模型已经足够精确；而对于复杂的结构，建议使用三维模型。
通过选择和建立合适的结构模型，可以更加准确地反映结构的受力情况。
5. 结构验算结构验算是钢结构设计计算中至关重要的一步，用来验证结构的安全性和可靠性。
通过结构验算，可以评估结构的承载能力是否满足设计要求。
通常，结构验算包括强度验算、稳定性验算和抗震验算等方面。
通过详细的计算和分析，可以确保设计的钢结构在使用过程中不会产生失稳、破坏或崩塌等安全问题。
6. 结构优化设计在完成初步的计算和验算之后，我们可以对钢结构进行进一步的优化设计。
优化设计旨在通过调整结构的材料、尺寸和布置方式等，以达到结构最优的性能和经济性。
通过合理的结构优化设计，可以减小结构的自重和荷载，提高结构的整体性能。
7. 结论钢结构设计计算方法是确保钢结构安全可靠的关键步骤。
在设计过程中，需要综合考虑多种因素，并采取合适的计算方法和验算标准。
通过详细的计算和分析，可以确保钢结构在使用过程中具有良好的性能和可靠性。
同时，结构优化设计也是提高结构经济性和性能的重要手段。
钢结构设计及计算实例
钢结构设计及计算实例
钢结构设计及计算实例包括：
1. 钢框架式建筑的设计及计算：包括建筑的平面布置、结构形式、荷载计算、钢结构设计、构件优化等。
2. 钢板桥的设计及计算：包括钢板桥的桥跨、桥台、桥墩等部分的设计及计算。
3. 钢制屋盖的设计及计算：包括屋面结构、支撑结构、风荷载、雪荷载、震荡荷载等。
4. 钢筋混凝土框架的设计及计算：包括框架结构的布置、剪力墙、边梁、荷载计算等。
5. 钢烟囱的设计及计算：包括烟囱的高度、结构形式、管壁厚度、荷载计算等。
6. 复合型钢结构的设计及计算：包括钢-混凝土组合结构、钢-玻璃组合结构、钢-木组合结构等。
7. 钢构桥梁的设计及计算：包括悬索桥、斜拉桥、拱桥、箱梁桥等。
8. 钢格架的设计及计算：包括市政景观工程、舞台、大型展厅等。
以上均可使用CAD、STAAD和SAP等软件进行计算和分析。
钢结构课程设计计算书(最终版)
钢结构课程设计计算书设计资料：某车间跨度l=24m，长度84米，柱距6米。
屋面坡度i=1/12。
房屋内无吊车。
不需抗震设防。
采用1.5m×6m预应力混凝土大型屋面板，100mm厚泡沫混凝土保护层和卷材屋面。
当地雪荷载0.5kN/m2，屋面积灰荷载0.75kN/m2。
屋架两端与混凝土铰接，混凝土强度等级C25。
钢材选用Q235-B。
焊条选用E43型，手工焊。
屋架尺寸与布置：屋面材料为大型屋面板，故采用平坡梯形屋架。
屋架计算跨度l0=l—200=23700mm。
设端部高度H0=2000mm，中部高度H=3000，屋架高跨比H/L=3000/23700=1/7.9。
屋架跨中拱起50mm，屋架几何尺寸如图所示：1.荷载计算与组合（1）荷载标准值（屋面坡度较小，故对所有荷载均按水平投影面计算）①永久荷载高分子防水卷材上铺小石子0.35kN/㎡20mm厚水泥沙浆找平层0.40kN/㎡冷底子油、热沥青各一道0.05kN/㎡100mm厚泡沫混凝土保温层0.60kN/㎡预应力混凝土大型屋面板和灌封 1.40kN/㎡屋架和支撑自重0.12+0.011l=0.12+0.011×24=0.38kN/㎡吊顶+ 0.40kN/㎡3.58kN/㎡②可变荷载屋面活荷载0.50kN/㎡屋面积灰荷载+ 0.75kN/㎡1.25kN/㎡（2）荷载组合设计屋架时应考虑以下三种荷载组合：①全跨永久荷载+全跨可变荷载屋架上弦节点荷载（端点荷载取半）：P=（3.58×1.2+1.25×1.4）×1.5×6=54.41kN②全跨永久荷载+半跨可变荷载=3.58×1.2×1.5×6=38.66kN有可变荷载作用屋架上弦节点处的荷载：P1=1.25×1.2×1.5×6=15.75kN无可变荷载作用屋架上弦节点处的荷载：P2③全跨屋架与支撑+半跨屋面板+半跨屋面活荷载全跨屋架和支撑自重产生的节点荷载：取屋面可能出现的活荷载P=（1.4×1.2+0.5×1.4）×1. 5×6=21.42kN4以上①，②为使用阶段荷载组合，③为施工阶段荷载组合。
门式钢架房屋钢结构课程设计计算书
目录一、设计资料........................................................... 错误!未定义书签。
二、结构平面柱网及支撑布置...................................................... - 3 -三、荷载的计算 ................................................................... - 4 -（1）、计算模型选取.............................................................. - 5 - （2）、荷载计算.................................................................. - 6 - （3）、内力计算....................................................... 错误!未定义书签。
四、主钢架设计 ........................................................ 错误!未定义书签。
（1）、刚架梁验算..................................................... 错误!未定义书签。
（2）、刚架柱验算..................................................... 错误!未定义书签。
（3）、位移验算....................................................... 错误!未定义书签。
五、次结构结构 ........................................................ 错误!未定义书签。
房屋钢结构设计计算书
房屋钢结构设计计算书（注：此文档仅供参考，具体设计计算应根据实际情况进行）房屋钢结构设计计算书是建筑设计中必不可少的一部分，它是根据设计方案和设计要求，对建筑物结构中钢结构进行力学计算和设计，制定出精确的建筑施工方案的重要文件。
一、设计基本要求房屋钢结构设计计算书的编制应遵循以下基本要求：1、依据现行国家标准和规范进行设计计算，保证钢结构的安全、可靠、经济和美观。
2、考虑结构系统的整体稳定性，结构所承受的荷载应经测算合理，对于突出部分应采取相应的措施加强抗震和承载能力。
3、合理选用各类材料，根据所在地区冰雪、风荷载、地震、温度等自然力的判断进行验算和调整。
4、为方便工程施工、管理、维护和拆除等要求，设计中应充分考虑各种布置和连接方式的可行性。
二、设计内容1、结构类型本设计所采用的结构类型为框架结构，采用高强钢材对主体框架进行建造。
2、工程空间结构本设计所选用的钢结构工程空间结构，为单层空间结构。
3、工程设计荷载标准荷载：采用中国现行国家标准《建筑设计荷载规范》GB 50009-2012使用荷载：根据所在地的特殊自然环境和地质条件，进行适当的调整。
4、工程基本参数本工程的基本参数如下：单位重量γ= 7.85 kN/m³结构体系系数C=1.2荷载组合系数：1.4σG + 1.5σQ1.2σG + 1.5σQ + 0.5σW1.2σG + 1.5σQ + 1.0σW + 0.5φEφCσE其中，σG为永久荷载，σQ为活荷载，σW为风荷载，φEφCσE为地震作用效应。
假设计算风速为23m/s，设计填写空气密度为1.2kg/m³。
5、工程计算过程（一）基础计算房屋土建基础部分应确保承重力的传递和分散，房屋基础部分的计算过程相对房屋结构设计更为复杂。
（二）联系计算房屋钢结构之间的联系计算包括了结构稳定性、结构余震性等各方面的考虑。
（三）节点计算节点作为钢结构中最为重要的组成部分，其安全合理关系着工程的整体性能。
钢屋架设计计算
钢屋架设计计算一、设计资料屋面采用梯形钢屋架、预应力钢筋混凝土屋面板。
钢屋架两端支撑于钢筋混凝土柱上（砼等级C20）。
钢屋架材料为Q235钢，焊条采用E43型，手工焊接。
该厂房横向跨度为24m，房屋长度为240m，柱距（屋架间距）为6m，房屋檐口高为2.0m，屋面坡度为1/12。
二、屋架布置及几何尺寸屋架几何尺寸图屋架计算跨度=24000-300=23700mm。
屋架端部高度H0=2000mm。
二、支撑布置三、荷载计算1、荷载永久荷载预应力钢筋混凝土屋面板（包括嵌缝） 1500N/m2 =1.5 KN/m2屋架自重（120+11×24）=0.384 KN/m2防水层 380N/m2 =0.38 KN/m2找平层2cm厚 400N/m2 =0.40 KN/m2保温层 970N/m2 =0.97 KN/m2支撑自重 80N/m2 =0.08 KN/m2小计∑3.714 KN/m2可变荷载活载 700N/m2=0.70 KN/m2以上荷载计算中，因屋面坡度较小，风荷载对屋面为吸力，对重屋盖可不考虑，所以各荷载均按水平投影面积计算。
永久荷载设计值：1.2×3.714=4.457kN/m2可变荷载设计值：1.4×0.7=0.98kN/m22、荷载组合设计屋架时，应考虑以下三种荷载组合：（1）全跨永久荷载+全跨可变荷载屋架上弦节点荷载：P=（4.457+0.98）×1.5×6=48.93kN（2）全跨永久荷载+半跨可变荷载屋架上弦节点荷载：P1=4.457×1.5×6=40.11kN P2=0.98×1.5×6=8.82kN（3）全跨屋架与支撑+半跨屋面板+半跨屋面活荷载全跨屋架和支撑自重产生的节点荷载：P3=1.2×（0.384+0.08）×1.5×6=5.01kN作用于半跨的屋面板及活载产生的节点荷载：取屋面可能出现的活载P4=（1.2×1.5+1.4×0.7）×1.5×6=25.02kN以上1），2）为使用阶段荷载组合;3）为施工阶段荷载组合。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
4.1.1 多高层房屋结构的类别
➢ 芯筒体系(悬挂结构)
芯筒体系
4.1.1 多高层房屋结构的类别
➢ 支撑框筒体系
支撑框筒体系
4.1.1 多高层房屋结构的类别
➢ 非抗震设防的多层房屋房屋形式(≤12层)
多层房屋的抗侧力结构
4.1.1 多高层房屋结构的类别
➢ 抗震设防的多高层钢结构房屋形式
中心支撑体系（不超过12层）
4.2.2 压型钢板组合楼盖设计
• 正截面抗弯承载力计算的基本假定
纵向钢筋和钢梁 受拉侧的混凝土 受压侧的混凝土
4.2.2 压型钢板组合楼盖设计
• 钢梁板件的局部失稳要求
4.2.2 压型钢板组合楼盖设计
中心支撑体系
4.1.1 多高层房屋结构的类别
➢ 抗震设防的多高层钢结构房屋形式
偏心支撑体系
偏心支撑体系
4.1.2 结构布置提要
• 平面形式
几何尺寸示意
4.1.2 结构布置提要
• 平面尺寸
L、l、l'、B'的限值
平面的长宽比
凹凸部分的长宽比
L/B
L/Bmax
l/b
l /Bmax
5
4
1.5
1
大洞口宽度比
组合梁混凝土翼板的有效宽度
4.2.2 压型钢板组合楼盖设计
• 组合梁设计
翼板的有效宽度 bce= b0+bc1+bc2
组合梁混凝土翼板的有效宽度
4.2.2 压型钢板组合楼盖设计
• 弹性分析：将受压混凝土翼板折算成钢 材
荷载标准组合 荷载准永久组合
beq=bce E beq=bce (2E)
组合梁弹性分析的换算截面
• 承受局部荷载
有效抗工弯计作算宽时 度bef
简支板 连续板 抗剪计算时
bef=bf1+2lp(1 lp/l) bef=bf1+[4lp(1 lp/l)]/3
bef=bf1+lp(1- lp/l)
式中 bf1=bf+2(hc+hd)
4.2.2 压型钢板组合楼盖设计
• 组合梁设计
翼板的计算厚度： h0或 hc
B /Bmax 0.5
4.1.2 结构布置提要
• 平面不规则结构 xey/r 偏ex心,y 率ex/rey
r e xK T / K x,r e yK T / K y K T (K x y 2 )(K y x 2 )
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
4.1.2 结构布置提要
• 结构竖向布置
高宽比
高宽比的限值
设防烈度
6、7
8
钢结构
下册 房屋钢结构设计和计算
主要内容：
• 多、高层房屋结构的组成 • 楼盖的布置方案和设计 • 柱和支撑的设计 • 多重高点层：房屋结构的分析和设计计算
➢ 多高层房屋结构的类别和布置方案 ➢ 楼盖、柱和支撑的布置和设计方法
4.1 多、高层房屋结构的组成
4.1.1 多高层房屋结构的类别
• 特点：侧向荷载效应的影响突出--风荷载、 地震作用
塑性中和轴在压型钢板顶面以上
M 0 .8 fc m x b y p (A pf fc m h c b )
塑性中和轴在压型钢板顶面以上
4.2.2 压型钢板组合楼盖设计
• 正截面抗弯承载力验算
塑性中和轴在压型钢板截面内
M 0 . 8 f c m h c b y p 1 A p 2 f y p 2 ( A p f f c m h c b )
9
最大高宽比
6.5
6.0
5.5
4.1.2 结构布置提要
• 竖向不规则结构
立面收进
4.1.2 结构布置提要
• 基础
设地下室 埋深 地下室形式 过渡层
4.2 楼盖的布置方案和设计
4.2.1 楼盖布置原则和方案
• 楼盖结构作用 • 方案选择要求
4.2.1 楼盖布置原则和方案
• 楼盖结构组成
楼板 梁系
塑性中和轴在压型钢板截面内
4.2.2 压型钢板组合楼盖设计
• 抗冲剪承载力验算
V10.6ftucrhc
剪力临界周界
4.2.2 压型钢板组合楼盖设计
• 斜截面抗剪承载力验算（一个波距）
Vin0.7ftbh0
4.2.2 压型钢板组合楼盖设计
• 承受局部荷载
有效工作宽度bef
集中荷载分布的有效宽度
4.2.2 压型钢板组合楼盖设计
4.2.2 压型钢板组合楼盖设计
• 栓钉受剪承载力设计值
N v c0.43A st E cfc 0.7A st f
• 栓钉受剪承载力折减
梁负弯矩区 有压型钢板时
4.2.2 压型钢板组合楼盖设计
= 0 .6 bh s h p/h p 2且 1 .0（压型钢板肋与钢梁平行时）
0.85bhshp 且η1.0
框架布置方案
4.2.1 楼盖布置原则和方案
• 梁系布置的其他要求
间距 空间体系 长细比 抗倾覆要求
斜向主梁
4.2.1 楼盖布置原则和方案
• 腹板开洞要求
腹板开圆孔的构造要求
4.2.1 楼盖布置原则和方案
• 主次梁连接：平接连接
主次梁连接
4.2.2 压型钢板组合楼盖设计
• 布置方式
压型钢板组合楼盖
验算方法
4.2.2 压型钢板组合楼盖设计
• 使用阶段
非组合板，作模板使用 组合板：验算内容；荷载；验算方法
4.2.2 压型钢板组合楼盖设计
• 承载力验算的力学模型
单向弯曲板 双向弯曲板 内容：正截面抗弯承载力、抗冲剪承载力和
斜截面抗剪承载力
4.2.2 压型钢板组合楼盖设计
• 正截面抗弯承载力验算
n0
hp2
（压型钢板肋与钢梁垂直时）
承载力设计值应折减的栓钉布置
4.2.2 压型钢板组合楼盖设计
• 水平剪力的传递形式
压型钢板与混凝土的连接
4.2.2 压型钢板组合楼盖设计
• 组合楼板的设计
楼板分类：组合板和非组合板
承受的荷载：施工阶段荷载和使用阶段荷载
挠曲效应
• 施工阶段
验算内容 荷载
x ― x轴
• 分类：按抵抗侧向荷载作用的功效分--框 架结构、框剪 结构、筒体结构
结构类型
4.1.1 多高层房屋结构的类别
• 框架结构的特点 • 框剪结构的特点
• 筒体结构的特点
4.1.1 多高层房屋结构的类别
• 侧向位移模式
侧向位移模式
4.1.1 多高层房屋结构的类别
• 适用高度（JGJ99-98 依据地震设防烈度 划分）钢结构和有混凝土剪力墙的钢结构高层建筑的适用高度(m)
结构种类
钢结构
有混凝土剪力 墙的钢结构
结构体系
框架 框架支撑(剪力墙板)
各类筒体
钢框架混凝土剪力墙 钢框架混凝土核心筒
钢框筒混凝土核心筒
非抗震设防
110 260 360
220
220
抗震设防烈度
6、7 8
9
110 90 50 220 200 140 300 260 180
180 100 70
180 150 70