轻钢结构H型钢梁腹板屈曲后强度的计算方法
h型钢抗弯强度的计算公式
h型钢抗弯强度的计算公式H型钢抗弯强度计算公式引言H型钢是一种常见的结构钢材,广泛应用于桥梁、建筑和机械设备等领域。
在设计和使用H型钢时,了解其抗弯强度是非常重要的。
本文将介绍H型钢抗弯强度的计算公式及其应用。
弯矩计算公式在计算H型钢的抗弯强度之前,我们需要先了解弯矩的计算公式。
根据力学原理,弯矩可通过以下公式计算:M = F * d其中,M表示弯矩,F表示作用在H型钢上的力,d表示力的作用点到H型钢的轴心距离。
惯性矩计算公式在计算H型钢抗弯强度时,还需要用到惯性矩的计算公式。
惯性矩可通过以下公式计算:I = 1/12 * b * h^3其中,I表示惯性矩,b表示H型钢截面的宽度,h表示H型钢截面的高度。
H型钢抗弯强度计算公式H型钢抗弯强度的计算公式基于欧拉-伯努利梁理论和弹性力学原理。
根据相关研究,H型钢的抗弯强度可通过以下公式计算:σ = M / (W * y)其中,σ表示H型钢的抗弯强度,M表示弯矩,W表示惯性矩,y 表示H型钢截面的最大距离到轴心的距离。
示例说明假设我们有一根H型钢,其截面宽度b为200mm,截面高度h为400mm,作用在H型钢上的力F为20kN,力的作用点到轴心的距离d为100mm。
我们将使用上述公式计算H型钢的抗弯强度。
首先,根据弯矩计算公式,我们可以得到弯矩M:M = F * d = 20kN * 100mm = 2kNm接下来,根据惯性矩计算公式,我们可以得到惯性矩I:I = 1/12 * b * h^3 = 1/12 * 200mm * (400mm)^3 = .67mm^4最后,使用H型钢抗弯强度计算公式,我们可以计算出H型钢的抗弯强度σ:σ = M / (W * y)根据H型钢的几何特性,W为惯性矩I,y为截面的一半高度,即200mm。
σ = 2kNm / .67mm^4 * 200mm) ≈因此,该根H型钢的抗弯强度约为。
结论通过上述示例,我们可以看到H型钢抗弯强度的计算公式及其应用。
h型钢抗弯强度的计算公式
h型钢抗弯强度的计算公式
摘要:
1.H 型钢概述
2.H 型钢抗弯强度的计算公式
3.计算公式的实际应用
正文:
一、H 型钢概述
H 型钢,因其横截面形状像英文字母“H”而得名,是一种经济型钢材。
它具有较好的抗弯强度、抗扭性能以及稳定性,被广泛应用于建筑结构、桥梁、输电塔等领域。
为了确保H 型钢在各种工程应用中的稳定性和安全性,对其抗弯强度的计算至关重要。
二、H 型钢抗弯强度的计算公式
H 型钢的抗弯强度计算公式如下:
f_b = √(Fl*αl*(t-t0)^2/8*I)
其中:
f_b:抗弯强度(MPa)
Fl:上翼缘的自由长度(mm)
αl:上翼缘的半径(mm)
t:上翼缘的厚度(mm)
t0:腹板的厚度(mm)
I:面积惯性矩(mm^4)
三、计算公式的实际应用
在实际工程应用中,可以根据以上公式计算H 型钢的抗弯强度,从而为结构设计提供依据。
例如,在设计一座桥梁时,根据桥梁的跨度、载荷等条件,可以计算出所需的H 型钢抗弯强度。
然后,通过对比市场上各种规格的H 型钢的抗弯强度,选择满足设计要求的钢材。
总之,掌握H 型钢抗弯强度的计算公式,对于正确选用和使用H 型钢具有重要意义。
h型钢计算公式
h型钢计算公式
1 关于h型钢的介绍
H型钢,又称H形钢是一种包含矩形钢柱和正交U形钢梁的一种常用型钢。
它对外形而言,就像一个在正交的U形钢梁两端竖起的矩形钢柱,似乎是一个特殊的“H”字,所以才叫做现在的H型钢。
它的宽度可以是矩形钢柱左右两端距离较小,形成一个比较窄的H型钢,也可以离得较远,形成一个比较宽的H型钢。
2 H型钢的计算公式
H型钢断面积计算公式如下:S= 2b*h+(tw+td)*h+(tw+td)*d
其中,S 为断面积;b 为H型钢的宽度;h 为H型钢的高度;tw 为H型钢的上部截面的厚度;td 为H型钢的下部截面的厚度;d 为H 型钢两翼宽度。
3 H型钢的用途
H型钢具有结构小,截面尺寸灵活调整,重量轻,成本低,强度高等优点,因此,它在各种钢结构中得到广泛的使用。
H型钢更适合为建筑结构构件,如:屋架,墙吊,剪力墙,风管,楼梯框架等。
通常由H 型钢和其它型钢结合使用,可以做出功能完整的钢结构。
H型钢力学性能计算
H型钢力学性能计算H型钢是一种常用的建筑结构材料,广泛应用于桥梁、建筑物和其他结构中。
了解H型钢的力学性能对于工程设计和结构分析非常重要。
本文将介绍H型钢的力学性能计算方法,包括截面性能、弯曲性能和轴心受压性能。
1.H型钢截面性能计算H型钢的截面性能主要包括面积、形心和截面模量等。
其中面积是截面中心线内的面积,形心是截面中心线到截面面积椭圆心的距离,截面模量是截面面积乘以形心的平方。
截面性能的计算公式如下:截面面积=上翼板宽度×上翼板厚度+下翼板宽度×下翼板厚度+腹板宽度×腹板厚度形心=(上翼板宽度×上翼板厚度×(上翼板厚度/2)+下翼板宽度×下翼板厚度×((截面高度-下翼板厚度)/2)+腹板宽度×腹板厚度×((截面高度-腹板厚度)/2))/截面面积截面模量=截面面积×形心²2.H型钢弯曲性能计算H型钢的弯曲性能包括截面惯性矩、截面模量和截面抗弯承载力等。
截面惯性矩是抵抗截面弯曲变形的关键参数,截面模量是截面惯性矩除以截面高度,截面抗弯承载力是根据截面性能和材料强度计算得出。
弯曲性能的计算公式如下:截面惯性矩=上翼板宽度×上翼板厚度³/12+下翼板宽度×下翼板厚度³/12+腹板宽度×腹板厚度³/12+上翼板宽度×上翼板厚度×((截面高度-形心)/2)²+下翼板宽度×下翼板厚度×((截面高度-形心)/2)²+腹板宽度×腹板厚度×((截面高度-形心)/2+腹板厚度)²截面模量=截面惯性矩/截面高度截面抗弯承载力=弯曲强度×截面模量3.H型钢轴心受压性能计算H型钢的轴心受压性能需要考虑其截面形状和钢材强度等因素。
轴心受压性能的计算公式如下:轴心受压承载力=轴压强度×截面面积在计算H型钢的力学性能时,需要了解材料的弹性模量和屈服强度等参数。
腹板屈曲后强度计算
腹板屈曲后强度计算作者:屈明来源:《科技创新导报》2011年第21期摘要:《钢结构设计规范》(GB50017-2002)4.3.1条,不考虑腹板屈曲后强度的焊接工字钢梁的腹板局部稳定计算与考虑腹板屈曲后强度的焊接工字钢梁抗剪、抗弯承载力计算。
引用了具体实例说明腹板屈曲后强度的应用。
从受压翼缘压入腹板来分析腹板高厚比的最大限值,其次分别论述腹板受弯或压弯屈曲后有效宽度的确定、受剪屈曲后的极限剪力计算、以及正应力和剪应力联合作用下屈曲后相关关系的计算。
关键词:腹板宽厚比屈曲后强度有效宽度拉力场中图分类号:TU391 文献标识码:A 文章编号:1674-098x(2011)07(c)-0048-02在钢结构设计中,对工字型截面受弯构件而言,由荷载产生的弯矩主要由翼缘承担,腹板主要承担剪力,腹板的抗弯作用远不如翼缘有效,增大腹板的高度可显著增加翼缘的抗弯能力。
因而,先进的设计方法是采用高(宽)厚比较大的腹板,从而获得最佳的经济效益。
此做法虽然会出现腹板的高(宽)厚比超过按小挠度理论确定的局部稳定所要求的限度,引发腹板的局部屈曲,但并不表明构件丧失了承载能力,而是有相当可观的屈曲后强度可以利用。
规范对于承受静力荷载和间接承受动力荷载的组合梁宜考虑腹板屈曲后强度,按考虑腹板屈曲后强度来计算梁的抗剪和抗弯承载力,而不再验算腹板的局部稳定。
对于直接承受动力荷载的吊车梁及类似构件或不考虑腹板屈曲后强度的焊接工字梁,要求按规定配置加劲肋,并验算腹板的局部稳定性。
规范采用有效截面法考虑腹板屈曲后强度,同时也是符合钢结构设计规范4.3.1条。
天津西站无站台柱雨棚工程主体结构大部分构件(拱形钢梁)均采用了腹板高而薄的焊接H 型工字钢梁和焊接箱型钢梁。
充分利用了腹板屈曲后强度、有效截面的概念,既得到了很大的经济效益,又达到了建筑美观的要求。
西站雨棚整个结构体系为纵向(顺股道向)刚架,横向(垂直股道向)为多跨拱形钢梁,基本柱网为30mx21.5m。
h型钢抗弯强度的计算公式
h型钢抗弯强度的计算公式H型钢是一种常见的建筑材料,被广泛应用于各种建筑结构中。
在设计和使用H型钢时,了解其抗弯强度计算公式是非常重要的。
本文将详细介绍H型钢抗弯强度的计算公式和相关知识,希望能够对读者有所帮助。
首先,我们来了解H型钢的基本结构。
H型钢是由两个平行的翼板和一个连接两者的腹板组成。
它的截面形状呈现出"H"字形,因此得名H型钢。
H型钢的截面形状决定了它在承载荷载时的抗弯能力。
H型钢抗弯强度的计算公式可以根据其截面形状和材料性质来进行推导。
一般而言,H型钢的抗弯强度可以分为两种情况进行计算:弯矩作用于其主梁腹板部分或者弯矩作用于其主梁翼板部分。
首先,我们来介绍H型钢主梁腹板的抗弯强度计算公式。
当弯矩作用于H型钢的主梁腹板时,我们可以使用以下公式进行计算:M = Z × Fy其中,M表示弯矩的大小,Z表示H型钢截面模量,Fy表示钢材的屈服强度。
截面模量Z的计算公式为:Z = bh^2/6 + (d-t)tw/4其中,b表示主梁腹板的宽度,h表示主梁腹板的高度,d表示整个H型钢截面的高度,t表示主梁腹板的厚度,tw表示主梁翼板的厚度。
接下来,我们介绍H型钢主梁翼板的抗弯强度计算公式。
当弯矩作用于H型钢的主梁翼板时,我们可以使用以下公式进行计算:M = W × Fy其中,M表示弯矩的大小,W表示H型钢截面模量,Fy表示钢材的屈服强度。
截面模量W的计算公式为:W = 2bh^2/5 + (d-t)tw/2同样,b表示主梁翼板的宽度,h表示主梁翼板的高度,d表示整个H型钢截面的高度,t表示主梁翼板的厚度,tw表示主梁腹板的厚度。
通过以上的计算公式,我们可以得到H型钢的抗弯强度。
在实际工程中,我们需要根据具体的设计要求和使用条件,选择合适的H型钢规格和厚度,以保证结构的安全可靠。
除了抗弯强度的计算,我们还需要考虑其他因素,如抗剪强度、扭转刚度等。
这些因素都会对结构的整体性能和安全性产生影响,因此在设计和使用H型钢时,需要综合考虑各种因素,确保结构的可靠性。
H型钢计算公式范文
H型钢计算公式范文H型钢是一种常用的钢材型号,常用于建筑结构和工程中。
其具有强度高、刚性好、使用寿命长等优点,因此在很多场合被广泛应用。
1.截面特性计算截面特性是指截面形状的几何尺寸以及截面积、重心位置等参数,它们是进行后续计算的基础。
常见的截面特性计算公式如下:(1)面积计算公式A = 2 * (t1 * b1 + t2 * b2 + t3 * b3 + t4 * b4) + (h - 2 * (t1 + t2 + t3 + t4)) * tw其中,A为截面面积,t1、t2、t3、t4为截面不同部分的厚度,b1、b2、b3、b4为对应部分的宽度,h为截面高度,tw为腹板厚度。
(2)重心位置计算公式x=(A1*x1+A2*x2+A3*x3+A4*x4)/Ay=(A1*y1+A2*y2+A3*y3+A4*y4)/A其中,x、y为截面重心坐标,A1、A2、A3、A4为对应部分的面积,x1、x2、x3、x4为对应部分的重心横坐标,y1、y2、y3、y4为对应部分的重心纵坐标。
(3)惯性矩计算公式Ixx = (A1 * (y1 - y)^2 + A2 * (y2 - y)^2 + A3 * (y3 - y)^2 + A4 * (y4 - y)^2) + IwIyy = (A1 * (x1 - x)^2 + A2 * (x2 - x)^2 + A3 * (x3 - x)^2 + A4 * (x4 - x)^2) + Iw其中,Ixx、Iyy为截面惯性矩,Iw为腹板惯性矩。
2.弯曲计算弯曲计算主要是根据截面特性计算截面的抗弯刚度和抗弯强度。
常见的弯曲计算公式如下:(1)抗弯刚度计算公式Wxx = Ixx / (h - y)Wyy = Iyy / (b1 + b2 + b3 + b4 - x)其中,Wxx、Wyy为截面的抗弯刚度。
(2)抗弯强度计算公式Mxx = Wxx * fMyy = Wyy * f其中,Mxx、Myy为截面的抗弯强度,f为材料的抗弯应力。
h型截面钢构件相关屈曲及腹板高厚比限值
h型截面钢构件相关屈曲及腹板高厚比限值近年来,随着建筑行业的不断发展和钢结构的广泛应用,h型截面钢构件在建筑结构中的应用越来越广泛。
然而,在实际工程中,h 型截面钢构件的屈曲和腹板高厚比等问题也开始受到了广泛关注。
本文将从h型截面钢构件的相关屈曲及腹板高厚比限值两个方面进行探讨。
一、h型截面钢构件的相关屈曲在实际工程中,h型截面钢构件的屈曲是一种较为常见的现象。
屈曲现象会导致钢构件的强度和稳定性受到影响,从而影响整个建筑结构的安全性。
因此,对于h型截面钢构件的屈曲问题,我们需要进行深入的研究和探讨。
1.屈曲的定义和分类屈曲是指在受到外力作用下,钢构件的截面会发生形变,从而导致结构整体的稳定性受到影响。
根据屈曲形式的不同,屈曲可以分为弯曲屈曲、扭曲屈曲和局部屈曲等几种形式。
弯曲屈曲是指受力部位的钢构件截面发生弯曲形变。
扭曲屈曲是指受力部位的钢构件截面发生扭曲形变。
局部屈曲是指受力部位的钢构件截面出现局部变形,从而导致整个结构的稳定性受到影响。
2.屈曲的原因和影响屈曲的原因主要有两个方面,一是受力部位的钢构件截面尺寸不足,二是受力部位的钢构件截面形状不合理。
另外,屈曲还会对钢构件的强度和稳定性产生影响,从而导致整个建筑结构的安全性受到威胁。
钢构件的强度和稳定性是建筑结构安全性的重要指标,因此,在实际工程中,我们需要采取一系列的措施来避免钢构件的屈曲问题。
例如,可以通过增加钢构件的截面尺寸和合理设计钢构件的截面形状等方式来提高钢构件的抗屈曲能力。
二、h型截面钢构件的腹板高厚比限值在h型截面钢构件的设计中,腹板高厚比是一个非常重要的参数。
腹板高厚比的大小直接影响着钢构件的强度和稳定性,因此,在设计中需要对腹板高厚比进行严格的限制。
1.腹板高厚比的定义和计算方法腹板高厚比是指腹板高度与腹板厚度的比值,通常用h/t表示。
在实际工程中,腹板高度和腹板厚度的大小都是有限制的,因此,腹板高厚比也有相应的限制。
腹板高厚比的计算方法如下:首先,需要确定腹板的高度和厚度,然后将腹板高度除以腹板厚度即可得到腹板高厚比。
腹板屈曲后强度计算
在钢结构设计中,对工字型截面受弯构件而言,由荷载产生的弯矩主要由翼缘承担,腹板主要承担剪力,腹板的抗弯作用远不如翼缘有效,增大腹板的高度可显著增加翼缘的抗弯能力。
因而,先进的设计方法是采用高(宽)厚比较大的腹板,从而获得最佳的经济效益。
此做法虽然会出现腹板的高(宽)厚比超过按小挠度理论确定的局部稳定所要求的限度,引发腹板的局部屈曲,但并不表明构件丧失了承载能力,而是有相当可观的屈曲后强度可以利用。
规范对于承受静力荷载和间接承受动力荷载的组合梁宜考虑腹板屈曲后强度,按考虑腹板屈曲后强度来计算梁的抗剪和抗弯承载力,而不再验算腹板的局部稳定。
对于直接承受动力荷载的吊车梁及类似构件或不考虑腹板屈曲后强度的焊接工字梁,要求按规定配置加劲肋,并验算腹板的局部稳定性。
规范采用有效截面法考虑腹板屈曲后强度,同时也是符合钢结构设计规范4.3.1条。
天津西站无站台柱雨棚工程主体结构大部分构件(拱形钢梁)均采用了腹板高而薄的焊接H 型工字钢梁和焊接箱型钢梁。
充分利用了腹板屈曲后强度、有效截面的概念,既得到了很大的经济效益,又达到了建筑美观的要求。
西站雨棚整个结构体系为纵向(顺股道向)刚架,横向(垂直股道向)为多跨拱形钢梁,基本柱网为30mx21.5m。
雨棚分东西两部分(Y -1至Y -6轴和Y -7至Y -12轴),两部分的宽度均为138m,长度均为290.75m,总高度为18m。
东西雨棚均在纵向设置温度缝二道,在Y -M 与Y -L 轴之间设置一道温度缝,在Y -C 与Y -D 轴之间设置一道温度缝,最大温度区段长度为150m ,宽度为138m。
雨棚纵向钢梁采用两榀实腹箱形钢梁,截面规格为Φ1500x300x12x14。
中部横向钢梁为变截面拱形实腹工字钢梁,截面分为Η(1500~500)x220x8x12和Η(1700~1500)x220x12x12两种规格。
边部横向钢梁为焊接变截面箱形钢梁加T形钢结构,规格为Φ(1500~500)x 220x 8x 12和T350x220x6x8。
波纹腹板H型钢梁剪切屈曲承载力计算
1 计 算 方 法
对 于 波 纹 腹 板 H 型 钢 梁 抗 剪 承 载 力 ,中 国规 程 提 出 了考 虑屈 曲影 响的局 部屈 曲 和整体 屈 曲折减 系 数 )c,如 式 (1)和 式 (2)所 示 .
一 1.15/(O.9+ )≤ 1.0
(1)
= =: 0.68/ ≤ 1.0
钢梁 极 限抗剪 承载力 r— zr
(4)
式 (4)中 取式 (1)和式 (2)计算 值 的较小 值.
研 究 表 明 ,波 纹 腹 板屈 曲破 坏 主要 是 由相关 剪 切 屈 曲造 成 的 ],弹 性 相关 剪 切 屈 曲在 弹性 剪切 屈 曲 中起 控 制作用 ].众 多关 于波 纹腹 板 H 型钢 梁抗
0 引 言
波 纹腹板 H 型 钢 由于具 有 合 理 的 受 力 性 能 和 优 越 的 经济 性 ,得 到 广 泛 的 应用口].波纹 腹 板 H 型 钢 梁 剪力 主要 由波纹 腹 板 承 担 ,剪 切 屈 曲是 导 致 波 纹 腹板 破坏 的主要 原 因l2j.波 纹腹 板 H 型钢梁 的剪 切 屈曲极 限承载 力 的计 算较 复 杂 ,尚需 深入 研 究 ]. 波纹 腹板有 三 种剪切 屈 曲模 式 :局部 剪切 屈 曲 、整体 剪 切屈 曲 、相关 剪切 屈 曲.局部 剪切屈 曲仅 限 于单个 平 板 内.整体 剪 切屈 曲涉 及 多个平板 ,呈 对角线 扩展 到 整个腹 板 高度.相关 剪 切 屈 曲是 由局 部 剪 切 屈 曲 和 整体剪 切屈 曲之 间 的 相互 作 用 造 成 的 ,相关 剪切 屈 曲的 发展 限于 少 数几 个 平 板 内[4-63.相 关 剪 切 屈 曲既有 局部 剪切屈 曲 的特 点 ,也包 含整 体 剪 切 屈 曲 的特点 一.现行 中国规程 不涉及 相关 屈 曲.本 文 针 对 中 国 规 程 设 计 曲 线 ,引 入 相 关 屈 曲 ,提 出关 于 波 纹 腹 板 H 型 钢 梁 剪 切 屈 曲 极 限 承 载 力 一 种 新 的 计 算 方 法 .
腹板屈曲后强度计算
板 比 限 一般 2 √ 。 高厚 的 值 为 5 0
( ) 宽 厚比 超 过 按 小 挠 度 理论 确 定 的 局部 稳 定 所 要求 的 限 度 , 发 腹板 的 局 部 屈 曲 , 引 但 并 不表 明构 件丧 失 了承载 能 力 , 是有 相 当 而 可 观 的 屈 曲 后 强 度 可 以 利 用 。 范 对 干 承 受 规 静 力荷 载 和 间 按承 受 动 力 荷 载的 组 合 梁 宜 考虑 腹板 屈 曲后 强度 , 考虑 腹 板屈 曲后 强 按
采 用 高 ( ) 比 较 大 的 腹 板 , 而 获 得 最 佳 宽 厚 从 的 经 济 效 益 。 做 法 虽 然 会 出 现 腹 板 的 高 此
粱 , _ 柱 网为 3 rx . m。 蘑岑 0 21 5 雨棚 分东 西 两 e 部分( Y一】 Y一6 至 轴和 Y一7 至Y一1 轴 ) 两 2 , 部 分的 宽度 均 为 1 8 长 度 均 为2 0 7 m, 3 m, 9 .5
在钢 结构 设 计中 , 工 字 型截 面受 弯构 对 件 而 言 , 荷 载 产 生 的 弯 矩 主 要 由翼 缘 承 由 担 , 板 主要 承 担 剪 力 , 腹 腹板 的抗 弯 作 用远 不 如 翼缘有 效 , 大腹板 的 高 度可 显 著增加 增 翼 缘 的抗 弯能 力 。 因而 , 进 的设 计 方 法 是 先
板, 只要 临 界 应 力 o , - 低于 l , 就有 屈 曲 后 度来 计算 梁的 抗 剪和抗 弯承 载 力 , 不 再验 为 ( 而 1 00~ 50 X 2 X 8 2和 强 度 可利 用 。 边 简 支的 受 压 板件 屈 曲后 , 5 20 X 1 0) 四 算腹 板的 局部 稳 定。 于 直接 承 受动 力荷 载 T30 20 6 8 刚 架柱 主要 采用4 对 5x 2 x x 。 根钢 管混 压 应 力 在 板 截 面 上 的 分 布 是 不均 匀 的 , 而 的 吊车 梁 及类 似构 件 或 不考 虑 腹 板 屈 曲后 凝 土 柱 , 面 为403 l 4 如 附 图 1 2。 截 5 X】 。 、 是 边部 应 力大 , 中部 应 力小 。 中部 应 力在 达 强 度 的 焊 接 工 字 梁 , 求 按 规 定 配 置 加 劲 要 变 截 面 拱 形 实 腹 工 字 钢 粱 , 部 钢 粱 局 到o 后不再增大, - 甚至 会有 些 下 降 。 当板 70 厚 2 a 以 肋 , 验 算 腹 板 的 局 部 稳 定 性 。 范 采 用 有 腹 板 高 度 高 达 1 0 mm , 度 仅 为 1 rm 。 并 规 边 部 压应 力达 到 屈服 强度 / 时 , 即 临 近 板 效 截 面 法 考 虑 腹 板 屈 曲后 强 度 , 时 也 是 符 下仅 举 一 例 , 阐述 腹 板 局 部 稳 定 和 屈 曲 同 来 承 载 力 极 限 , 际 设 计 工 作 中 即 以 板 边 缘 实 合钢 结构 设 计规 范4. . 条 。 31 后强度的应用 。 屈服 作 为 极 限 状 态 。 由于 中 部 应 力低 , 可以 天 津 西 站 无 站 台 柱 雨 棚工 程 主 体 结 构 次 梁截 面规格 H( 0 1 0~l 0 ) 2 0 2 近 似 认 为板 件 只有 两 边 各宽 / 7 5 0 x 2 xl 2的部 分起 大 部 分 构 件 ( 形 钢 梁 ) 采 用 了腹 板 高 而 x1 。 拱 均 计算 方 法 1 按压 弯 构件 计 算 。 2 : 由钢 结 作 用 , 应 力 达 到 _ 就 叫板 的 有 效 宽 其 / 。 薄 的 焊 接 H型 工 字 钢 梁 和 焊 接 箱 型 钢 梁 。 构规 范5. 2 计 算 , 许 高 厚 比 为 5 5, 4. 条 允 4. 度。 由此 有 了有 效 截 面 的 慨 念 。 充 分 利 用 了腹 板 屈 曲后 强 度 、 效 截 面 的 而 实 际 高 厚 比 为 1 9 超 过 了允 许 值 , 有 , 3 由钢 2. 受弯 腹板 屈 曲后 抗弯强 度 ( 2 正应 力 ) 计 4. 条 利 概念 , 得 到 了很 大 的 经济 效 益 , 达 剑 ' 既 又 r 结 构 规 范 5. 6 , 用 腹 板 屈 曲 后 强 度 概 算 建 筑 美 观 的要 求 。 念 , 到 腹 板 计 算 高 度 边 缘 两 侧 的 宽 度 各 得 对 工 字 形 粱 的 受 弯 腹 板 , 板 受 压 屈 腹 西 站 雨棚 整 个结 构体 系为纵 向( 顺般 道 f __ 曲后 的 弯 矩 还 可 继 续 增 大 , 受 压 区 的应 但 向 ) 架 , 向( 直 股 道 向 J 多跨 拱 形 钢 刚 托 受 压 翼 缘 , 至受 压 以 翼缘 在 压 力大 时 向 腹 板 一 侧 屈 曲 , 以 腹 所
钢结构构件的强度计算
钢结构构件的强度计算计算应力种类构件受力情况计算公式符号意义法向应力剪应力轴心受拉在一个主平面内受弯曲受压(或受拉)并在一个主平面内受弯曲或与此相当的偏心受压及偏心受拉受斜弯曲受压(或受拉)并受斜弯曲或与此相当的偏心受压及偏心受拉受弯曲N≤[ σ]AM≤ [ σw ]WN±M≤ [ σ] 或[ σw]A WMxMy≤ [ σw]Wx WyN±(Mx My )1≤A Wx Wy C[ σ] 或 [ σw]QS mτmax=≤C T[τ]I mN、M 、Q——验算截面的计算轴向力、弯距和剪力;A ——验算截面的计算面积,受拉构件为净截面面积,受压构件为毛截面面积,;W、W x、W y——验算截面处对主轴的计算截面抵抗矩;验算受拉翼缘为净截面抵抗矩;验算受压翼缘为毛截面抵抗矩。
为简化计算,均可按照毛截面的重心轴计算。
S m——中性轴以上的毛截面对中性轴的静矩。
δ——验算截面处腹板厚度。
I m——毛截面惯性矩,估算铆接板的净惯性矩时,可近似地取其毛截面惯性矩的 0.85 倍。
σ——验算截面处按净截面计算的法向应力。
τmax、τ——验算截面的最大剪应力和实际剪应力。
[ σ]、[ σw] 、[ τ] ——钢材的容许轴向应力、容许弯曲应力和容许剪应力,按附录三采用。
C——斜弯曲作用下容许应力增大系数,按规范采用。
C T——剪应力分布不均匀时容许应力增大系数,按规范采用。
--卸料平台计算书,由 [20-和[12.5 槽钢相互焊接而成,为确保平台安全性和稳定性,在平台内部采用 [10 槽钢连接,平台面满铺胶合板,在卸料平台朝外三面采用安全栏杆,最外一面有活动安全门。
并用保险钢丝绳悬挂于钢牛腿上,确保整个平台的安全。
二、悬挑钢卸料平台受力计算计算依据《建筑施工高处作业安全技术规范》(1)次梁计算 [12.5 槽钢①荷载计算 :[12.5 自重120 N/m铺板400× 1=400 N/m施工活荷载1500×1=1500 N/m总计Q=2020 N/m②弯矩计算 M=QL2/8=2020 ×32/8=2273N?m ③次梁弯曲强度f=M/WN=2273 ×103/62.1×103=36.6N/mm2④[12.5 槽钢设计强度 f′ =215N/mm2〉 f=36.6N/mm2故[12.5 槽钢强度符合要求。
钢结构强度计算公式
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其中,弯矩强度公式主要用于计算钢材在弯曲作用下产生的最大弯矩,常用的公式有M=W*(L^2)/8和M=3*W*(L^2)/32。
抗弯强度公式主要用于计算钢材的弯曲抗力,常用的公式有R=0.6*Fy*S和R=0.9*Fy*S和R=0.66*Fy*S。
常见的钢结构计算公式
常见的钢结构计算公式钢结构计算是工程设计中的重要环节之一,常用的钢结构计算公式包括强度计算公式、稳定性计算公式、疲劳计算公式等。
以下是常见的一些钢结构计算公式的介绍。
1.强度计算公式-拉伸强度计算公式:σ=P/A,其中σ表示钢材的拉伸强度,P表示受力,A表示截面积。
-压缩强度计算公式:σ=P/A,其中σ表示钢材的压缩强度,P表示受力,A表示截面积。
-管道内压强度计算公式:P=(2·σ·t)/D,其中P表示管道内压强度,σ表示钢材的强度,t表示管道壁厚,D表示管道的直径。
2.稳定性计算公式- 屈曲承载力计算公式:Pcr = (π²·E·I)/(K·L)²,其中Pcr表示屈曲承载力,E表示弹性模量,I表示截面惯性矩,K表示截面系数,L 表示杆件有效长度。
- 屈曲安全系数计算公式:Φcr = Pcr/P,其中Φcr表示屈曲安全系数,Pcr表示屈曲承载力,P表示应用荷载。
3.疲劳计算公式-疲劳强度计算公式:σf=κ·(Kf·σe)·(Ka·Kb·Kc·Kd·Ke),其中σf表示疲劳强度,κ表示比例系数,Kf表示载荷系数,σe表示应变范围,Ka、Kb、Kc、Kd、Ke表示相关的影响系数。
4.钢筋混凝土梁计算公式- 弯曲承载力计算公式:MRd = A·wd/γs,其中MRd表示弯曲承载力,A表示截面面积,wd表示混凝土抗弯矩,γs表示钢筋相对与混凝土的安全系数。
- 剪切承载力计算公式:V Rd = Asw·fyd / γs·cotα,其中V Rd表示剪切承载力,Asw表示剪力筋面积,fyd表示钢筋抗拉强度,γs 表示相对于混凝土使用的安全系数,α表示截面的倾斜角。
5.钢柱计算公式- 抗压稳定计算公式:Ncr = π²·E·Imin / (l/K)²,其中Ncr表示抗压稳定承载力,E表示弹性模量,Imin表示最小惯性矩,l表示柱的长度,K表示截面系数。
h型钢承重计算公式表
h型钢承重计算公式表
H型钢承重计算公式表是用于计算H型钢梁在不同条件下的承重能力的工具。
以下是一些常见的H型钢承重计算公式:
1. 弯曲承载力计算公式:
弯曲承载力 = (0.6 * 弯矩) / (截面惯性矩 * 距离至中性轴的最大距离)
2. 压缩承载力计算公式:
压缩承载力 = (0.6 * 抗压强度 * 截面面积) / 安全系数
3. 拉伸承载力计算公式:
拉伸承载力 = (0.6 * 抗拉强度 * 截面面积) / 安全系数
4. 剪切承载力计算公式:
剪切承载力 = (0.6 * 剪切强度 * 截面面积) / 安全系数
5. 扭转承载力计算公式:
扭转承载力 = (0.6 * 扭矩) / (截面抗扭矩 * 距离至中性轴的最大距离)
需要注意的是,上述公式中的参数需要根据具体的H型钢梁的尺寸、材料性质和工况条件进行确定。
此外,安全系数的选择也需要根据具体的工程要求和规范进行确定。
以上是一些常见的H型钢承重计算公式,但并不是详尽无遗的内容。
在实际工程中,还需要考虑其他因素,如温度影响、连接方式等。
因此,在进行H型钢承重计算时,建议参考相关的设计规范和标准,或者咨询专业工程师的意见。
简支H型钢梁计算
简支H型钢梁计算在工程中,H型钢梁是一种常见的结构材料,广泛应用于建筑和桥梁等领域。
H型钢梁具有高强度、高刚度和重量轻的特点,能够有效承受水平和垂直荷载,因此在结构设计中起到至关重要的作用。
H型钢梁的计算是结构设计的关键步骤,下面将详细介绍简支H型钢梁的计算方法。
1.弯矩计算:首先需要计算出简支H型钢梁受到的最大弯矩。
弯矩计算公式为:M=(qL^2)/8其中,M为弯矩,单位为N·m;q为均布荷载,单位为N/m;L为梁的长度,单位为m。
2.应力计算:H型钢梁在承受弯矩时,上翼板和下翼板呈受拉状态,而腹板则呈受压状态。
为了保证结构的安全性,需要对H型钢梁的应力进行计算。
上下翼板受拉应力的计算公式为:σ1=M/(W1*h)其中,σ1为上下翼板的受拉应力,单位为Pa;M为弯矩,单位为N·m;W1为上下翼板的截面模量,单位为m^3;h为上下翼板的高度,单位为m。
腹板受压应力的计算公式为:σ2=M/(W2*t)其中,σ2为腹板的受压应力,单位为Pa;M为弯矩,单位为N·m;W2为腹板的截面模量,单位为m^3;t为腹板的厚度,单位为m。
3.拉压强度计算:H型钢梁在受力时需要满足一定的拉压强度要求,因此需要计算H型钢梁的拉压强度。
拉压强度计算的公式为:F=σ*A其中,F为拉压强度,单位为N;σ为应力,单位为Pa;A为截面面积,单位为m^2根据弯矩计算和应力计算的结果,可以计算出H型钢梁的拉压强度,从而判断H型钢梁是否符合设计要求。
此外,在实际的H型钢梁计算中,还需要考虑梁的端部承载能力、支座的稳定性以及梁的自重等因素。
这些因素需要结合具体的工程情况进行综合考虑和计算。
综上所述,简支H型钢梁的计算是一个复杂的过程,需要综合考虑弯矩、应力和拉压强度等因素。
在实际应用中,还需要根据具体的工程情况进行细化设计和计算。
为了确保H型钢梁的结构安全和稳定性,建议由专业的结构工程师进行计算和设计。
钢结构强度计算公式
钢结构强度计算公式钢结构是一种常用的建筑结构形式,具有高强度、刚性好、耐久性强等优点。
在设计和施工过程中,需要对钢结构的强度进行计算,以确保结构的安全可靠。
本文将介绍钢结构强度计算的相关公式和计算方法。
一、弹性强度计算公式钢结构的弹性强度是指在结构受到正常工作荷载时,结构所能承受的最大应力。
根据弹性力学理论,钢结构的弹性强度可以通过以下公式进行计算:σ = F / A其中,σ表示应力,F表示受力,A表示受力面积。
在实际计算中,需要考虑结构的几何形状、材料弹性模量和截面面积等因素。
不同形状的结构和不同材料的弹性模量会影响结构的强度计算结果。
二、屈服强度计算公式屈服强度是指材料开始发生塑性变形时所能承受的最大应力。
钢结构的屈服强度可以通过以下公式进行计算:其中,σy表示屈服应力,Fy表示屈服荷载,A表示受力面积。
钢材的屈服荷载是指在材料发生塑性变形之前所能承受的最大荷载。
钢材的屈服荷载与材料的屈服强度有关,不同材料的屈服强度不同。
三、极限强度计算公式极限强度是指结构在超过弹性阶段后,继续承受荷载而发生破坏之前所能承受的最大应力。
钢结构的极限强度可以通过以下公式进行计算:σu = Fu / A其中,σu表示极限应力,Fu表示极限荷载,A表示受力面积。
极限荷载是指结构在发生破坏之前所能承受的最大荷载。
极限荷载与材料的极限强度有关,不同材料的极限强度不同。
四、安全系数计算公式在钢结构的设计中,为了考虑结构的安全性,通常会引入安全系数。
安全系数是指实际承载能力与设计荷载之间的比值,用于确保结构在正常工作荷载下具有足够的强度。
安全系数可以通过以下公式进行计算:其中,S表示安全系数,Fu表示极限荷载,Fd表示设计荷载。
安全系数的大小直接影响到结构的安全性,一般情况下,安全系数应大于1,以确保结构具有足够的强度。
钢结构的强度计算涉及到弹性强度、屈服强度、极限强度和安全系数等多个因素。
通过合理地运用这些计算公式,可以对钢结构的强度进行准确的评估和计算,从而确保结构的安全可靠性。
h型钢的抗弯强度设计值
h型钢的抗弯强度设计值
(实用版)
目录
1.H 型钢简介
2.H 型钢抗弯强度设计值的计算方法
3.以 Q235B 钢为例,计算 H 型钢的抗弯强度设计值
4.抗弯强度设计值的应用和意义
正文
一、H 型钢简介
H 型钢,因其截面形状像英文字母“H”而得名,是一种经济型断面
钢材。
它具有较高的抗弯强度和抗扭强度,重量轻,节约材料,因此在建筑、桥梁、机械等领域应用广泛。
二、H 型钢抗弯强度设计值的计算方法
H 型钢的抗弯强度设计值是指材料在弯曲过程中,能够承受的最大弯矩。
计算方法如下:
强度计算:M/W(其中,弯矩 M0.125qL2,W 为截面模量)
刚度计算:(5qL4)/ 384EI
三、以 Q235B 钢为例,计算 H 型钢的抗弯强度设计值
以 Q235B 钢为例,假设梁的长度为 l,截面尺寸为 bxh,集中力为 F,弹性模量 E 为 2.06E5MPa,截面惯性距 i 为 1190cm4。
1.计算弯矩 M:M = F * l / (4 * E * i)
2.计算截面模量 W:W = (b * h^2) / 6
3.计算抗弯强度设计值:抗弯强度设计值 = M / W
四、抗弯强度设计值的应用和意义
抗弯强度设计值是设计 H 型钢梁的重要参数,它可以确保梁在承受弯矩时不发生弯曲破坏。
在实际应用中,根据抗弯强度设计值,可以选择合适的 H 型钢型号,以满足结构的强度和稳定性要求。
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轻钢结构H型钢梁腹板屈曲后强度的计算方法【摘要】本文主要介绍了关于焊接工字梁腹板考虑屈曲后强度设计方法的异同点,以便工程设计人员更好地理解和应用新规范,并更为合理地进行焊接工字梁腹板考虑屈曲后强度的设计。
【关键词】轻钢结构;屈曲后强度;计算方法;有效宽度
0前言
随着社会经济的发展,钢结构在工业及民用建筑中的应用越来越广泛,尤其在一些大跨度、大柱距的建筑中经常采用钢桁架结构构件。
传统的桁架杆件通常是作为二力杆件进行计算的,杆件为轴心受拉或轴心受压构件,且多采用双面角钢。
随着钢结构焊接、加工工艺水平的不断提高,钢桁架杆件选用的截面形式也越来越多样,如:轧制型钢、热轧h型钢和t型钢、焊接h型钢、高频焊轻型h型钢、焊接或轧制钢管等。
当要求的荷载较大、桁架截面高度受到限制,桁架的挠度要求又较严时,为满足要求,设计时桁架上、下弦通常采用较大截面尺寸的焊接h型钢或热轧h型钢。
计算模型可以假定上、下弦为连续杆件,而腹杆则为二力杆件。
此时桁架上、下弦杆为拉弯或压弯杆件。
1轻钢结构的适用范围及主要优点
所谓轻钢结构通常是指由下列钢材所构成的结构:①冷弯薄壁型钢结构;②热轧轻型钢结构;③焊接或高频焊接轻型钢结构;④轻型钢管结构;⑤板壁较薄的焊接组合梁及焊接组合柱而构成的结
构。
1.1适用范围
根据我国目前情况来看,这种结构由于其用度广、优势明显,已大量应用于单层工业厂房、多层工业厂房、办公楼以及高层建筑中的非承重构件等。
对单层工业厂房而言,通常以h型钢,采用焊接连接作为梁柱,以c形或z形轻钢板作檩条,屋盖系统或楼面系统用压型彩色钢板作面层,上面可浇混凝土,压型钢板既可作为钢筋,必要时也可以再配钢筋。
墙面围护也可采用单层或夹层压型钢板,夹层板内部可充填各种保温层。
1.2主要优点
1.2.1 制造简单,工业化程度高,施工周期短。
轻钢结构的最大优点是所有构件均可以由工厂制作,现场拼接安装,对一般规模较小的工业厂房仅需45天至2个月,而采用钢筋混凝土建筑则要8~12个月左右。
1.2.2 综合经济效益好
轻钢结构施工周期短,可以提前投入使用,提前获取投资效益,另外由于采用色彩鲜艳的彩色压型钢板,美观华丽,改善了周边环境的动态感。
因为建筑物本身的自重轻,一般情况下不需要做桩基,可以节省投资。
采用聚苯已烯泡沫夹心板或单板加保温棉等措施后,使保温、隔热和隔章等效果更加良好。
彩色钢板是以镀锌为基板又用硅酮作为表面,经两除两烘加工而成,耐久性也较好。
根据目前我国的市
场价格,轻钢结构的造价已经低于钢筋混凝土结构,当厂房的跨度越大时,其优势更为明显,这也是它赖以竞争的一大优势。
1.2.3 材料均匀,塑性、韧性好,抗震性能好
由于钢结构属于柔性结构、自重轻,因而能有效地降低地震响应及灾害影响程度,极有利于抗震。
我国是一个多地震区国家,在地震区建筑中应多采用钢结构,可大大减少地震灾害和人员伤亡。
1.2.4 宜于拆卸搬迁,节能,环保
一旦业主对所造厂址不满意或外界环境发生意想不到的变化,则整个建筑可在很短时间内拆迁,损失极小,有利于保护环境和节约资源,而所有这些是钢筋混凝土建筑所无法具备的。
正是由于轻钢结构的诸多优点,而且随着近年来防火、防腐新产品的不断出现,使得它在工业厂房以及民用设施中获得了广泛的应用。
2 屈曲后强度适用的条件
《钢结构设计规范》(gb50017-2003)中4.3.1款规定:承受静力荷载和间接承受动力荷载的组合梁宜考虑腹板屈曲后强度,而直接承受动力荷载的吊车梁及类似构件或其他不考虑屈曲后强度的
组合梁,则应按本规范4.3.2条的规定配置加劲肋。
综合钢结构规范、工程经验及有关资料,将是否考虑屈曲后强度的情况总结如下:
2.1 直接承受动力荷载的吊车梁及类似构件,不应考虑屈曲后强度
一般设计时要控制腹板的高厚比若需要时,应配置横向加劲
肋以及纵向加劲肋,并应计算由加劲肋划分的区格的局部稳定性。
2.2 承受静力荷载和间接承受动力荷载的组合梁宜考虑腹板屈曲后强度
当时,可不考虑屈曲后强度,当受压翼缘扭转受约束时)或(受压翼缘扭转未受约束时),可只配置横向加劲肋,并计算区格局部稳定性,而不考虑屈曲后强度;也可以考虑屈曲后强度,设置构造加劲肋,而不计算区格局部稳定性;当受压翼缘扭转受约束时)或,(受压翼缘扭转未受约束时),宜考虑腹板屈曲后强度,并按构造设置横向加劲肋。
3屈曲后强度的机理及计算
3.1在纯剪荷载作用时
腹板区格在受剪时产生主拉应力和主压应力。
当主压应力达到一定程度时,将迫使腹板屈曲,此时,主拉应力还未达到限值,因此,腹板还可以通过斜向的拉应力场承受继续增加的剪力。
在拉力场的作用下,腹板、翼缘、加劲肋形成一种类似析架的作用,腹板的受力类似于析架中的斜拉杆,加劲肋则类似于竖压杆。
关于梁腹板屈曲后抗剪承载力vu的计算方法,钢结构规范采用了简化计算的方法,引入通用高厚比λs,其抗剪承载力为:式中λs为抗剪计算的腹板通用高厚比,按钢结构设计规范中的4.3.3-3d/e计算。
3.2在纯弯荷载作用时
梁腹板在纯弯矩作用下,当弯矩增大到一定程度时,腹板的受
压区出现凸曲变形即发生屈曲,此时边缘应力还未达到屈服,梁还能承受更大的荷载,但截面上的应力出现重分布,凸曲部分的应力不再继续增大,甚至有所减小,而压应力较小和受拉部分的应力继续增加,直至边缘应力达到屈服(图1)。
此时,腹板的受拉区全部有效,受压区的一部分退出工作。
3.2.1钢结构规范计算方法
受压区引入“有效截面”的概念,如图2所示,忽略腹板受压屈曲后梁中和轴的变动,并把受压区有效高度ρhc。
等分在两边,在受拉区也和受压区一样扣除(1-ρ)hctw,以使中和轴仍在梁高度中央,但不计算扣除部分对自身形心轴的惯性矩作为补偿。
于是梁有效截面的惯性矩为:
梁的截面模量折减系数αe。
为:
因此梁的屈曲后抗弯承载力设计值为:
腹板受压区有效高度系数ρ与通用高厚比有关几,,取值见钢结构设计规范中式(4.4.1-5a)。
图2梁截面模量折减系数简化计算简图
3.2.2 文中计算方法
文中梁屈曲后截面有效惯性矩的简化计算,直接不考虑腹板受压区的作用,同时忽略腹板屈曲后梁中和轴的变化,如图3所示,故梁截面的有效惯性矩为:
3.2.3两种计算方法的比较
①当λb≤0.85时,即:梁受压翼缘扭转受到约束时;梁受压
翼缘扭转未受到约束时。
,说明梁截面全截面有效,可以不考虑屈曲后强度。
②当0.85<λb≤1.25时,即:梁受压翼缘扭转受到约束时:
梁受压翼缘扭转未受到约束时:
以梁受压翼缘受约束为例,对规范中计算方法和本文中简化计算梁有效惯性矩进行比较(表1),可知,随着ho/tw,增大,两种计算方法计算的结果越接近,当ho/tw接近220时,本文简化计算屈曲后刚度比钢结构规范的计算方法仅小1.5%左右。
而当将表一中的材质改为q345时,两者的误差更小。
4 结语
当腹板高厚比超过150时,焊接变形已不可避免,这就要求在利用腹板屈曲后强度时,必须采取合理的焊接手段,翼缘和腹板必须矫正平直,并用活动胎具卡紧,严格按顺序施焊,减小焊接变形。
考虑到加工制作(焊接变形)和安装(吊装)的要求,梁腹板高厚比不得大于。
参考文献
[1].钢结构设计手册(第三版)[m].北京:中国建筑工业出版社,2004.
[2].北京钢铁设计研究总院.gb50017- 2003钢结构设计规范[s].北京:中国计划出版社,2003.
[3].中国建筑科学研究院.gb50011-2001建筑抗震设计规范[s].北京:中国建筑工业出版社,2008.。