钢结构格构式柱的结构设计计算 张涛
格构柱整体稳定验算2015.6.11
π2EA/(1.1λ2x)=
6428514.86
N'Ex=
π2EA/(1.1λ2x)=
5279795.67
N/φx+(βmx*Mx/WX(1-φx*N/N'Ex))+(βty*Mx/ Wy)=
153.98 ≤f
满足设计要求
56200 mm
长细比λx= 52.72 长细比λy= 58.17
截面类型为b类 由钢规表C-2查得 截面类型为b类 由钢规表C-2查得
稳定系数φx 0.842 稳定系数φy 0.818
格构柱内力计算
恒载标准值= 229
活载标准值= 145 风荷载标准值= 1.04 风荷载下格构柱MX 格构柱整体稳定计算
f=
215 mm2
极惯性矩Ip= 惯性矩Iy=
回转半径iy= 截面模量Wy=
面积距Sy=
20007508508 mm4 9022271600 mm4
966.0895 9022271.6 mm3 4665744.2 mm3
格构柱计算长度计算
稳定系数计算
柱高H=
计算长度系数μ= 计算高度H0
28100 mm 2
KN KN KN 410.5972 KN·m
恒载设计值= 320.6
活载设计值= 203 风荷载设计值=1.46 风荷载下格构柱My
KN KN KN 410.5972 KN·m
由钢规表5.2.2计算得 由钢规表5.2.2计算得
N'Ex=
平面内等效弯矩系数βmx= 1 平面内等效弯矩系数βty= 1
构件编号 设计假定
格构柱整体稳定性计算
ZJ-2 假定格构柱上端自由，下 端与基础刚接
格构柱截面特征值
正确额钢格构柱计算
角钢: 序号 1 2 缀板: 序号 3 4 合计 角钢: 序号 1 2 缀板: 序号 3 4 合计 角钢: 序号 1 2 缀板: 序号 3 4 合计 型号 LP3 小计 (2)+(4)*1.05 格构柱长 度(m) 16 单桩 410*200*1 410*200*1 410*200*10 410*200*1 0钢板总量 0钢板块重 钢板总重 钢板间距 0钢板数 (块) kg (T) (块) 0.5 128 128 6.437 0.824 0.824 2.310 型号 LP3 小计 格构柱长 接头长度 实际角钢 格构柱数 度(m) (m) 用料(m) 量 16 0 16 1 单桩角钢 根数 140*10角 140*10角 140*10角钢 钢总长 钢米重kg 总重(T) (米) 4 64 21.5 1.376 1.376 型号 LP2 小计 (2)+(4)*1.05 格构柱长 度(m) 12.6 单桩 440*200*1 440*200*1 440*200*12 钢板间距 440*200*1 2钢板总量 2钢板块重 钢板总重 2钢板数 (块) kg (T) (块) 0.7 72 216 8.29 1.791 1.791 5.932 型号 LP2 小计 格构柱长 接头长度 实际角钢 格构柱数 度(m) (m) 用料(m) 量 12.6 0 12.6 3 单桩角钢 根数 140*12角 140*12角 140*12角钢 钢总长 钢米重kg 总重(T) (米) 4 151.2 25.522 3.859 3.859 型号 LP1 小计 (2)+(4)*1.05 格构柱长 度(m) 16 单桩 420*200*1 420*200*1 420*200*12 420*200*1 2钢板总量 2钢板块重 钢板总重 钢板间距 2钢板数 (块) kg (T) (块) 0.5 128 128 7.91 1.012 1.012 3.046 型号 LP1 小计 格构柱长 接头长度 实际角钢 格构柱数 度(m) (m) 用料(m) 量 16 0 16 1 单桩角钢 根数 140*14角 140*14角 140*14角钢 钢总长 钢米重kg 总重(T) (米) 4 64 29.5 1.888 1.888
钢结构格构柱设计
相应的回转半径：
ix lx / x 600/ 52 11.5cm
由附录6，二肢间需要的距离：
b ix 11.5 26.2cm 0.44 0.44
p.405 取25cm。
3、验算绕虚轴稳定性 槽钢惯性矩：I1=218cm4； 格构柱对虚轴的惯性矩：
I x 2( I1 4010.42 ) 9090 cm4
A
N x f A
（4－16）
5 .7轴心受压格构式构件的局部稳定
• 为了保证单肢不先于构件整体失稳，单肢 长细比1= l1 /i1应小于、等于柱子最大长细 比的0.7倍。 i1是柱肢对本身1-1轴的回转半 径。
为了保证单肢不先于柱子整体屈曲破坏， 规范规定：
25<1≤40
且 1≤构件最大长细比的0.5倍
规定单肢节段长细比的意义：在于确定缀板间 的距离。
缀材计算 1、轴心受压构件的剪力V （1）V的取值 设：屈曲模态为一个正弦半 波。
l z M N cr y N cr ym sin l dM z V N cr ym cos dz l l y y m sin
z Ncr
z
x ym y z o L y h=2.27ix y
d / cos 1 l1 l1
V=1/2
α l1
Δ
γ1 V=1/2 x y
γ1
图4－8 剪切变形
横截面上有剪力V=1时，分配给有关缀条面上的 剪力V=1/2。斜杆内力为
1/ 2 Sd cos
1 Sd cos 2
斜杆伸长：
Sd ld l1 d EAd 2 EAd sin cos
2
1 2 EI 1 2 1 l
钢格构柱重量计算稿(带计算式)
编号顶标高底标高长度格构柱数量零件编号规格厚度宽度P1-1-2.5-32.2029.73立柱4L180*16P1-1钢板4-14*300*58014300 P1-2-2.5-37.0034.51立柱4L180*16P1-2钢板4-14*300*58014300 P1-3-2.5-33.0030.53立柱4L180*16P1-3钢板4-14*300*58014300 P1-4-2.5-32.8030.33立柱4L180*16P1-4钢板4-14*300*58014300 P1-5-2.5-38.6536.151立柱4L180*16P1-5钢板4-14*300*58014300 P2-1-2.5-32.2029.714立柱4L180*16P2-1钢板4-14*300*58014300 P2-2-2.5-33.0030.53立柱4L180*16P2-2钢板4-14*300*58014300 P3-1-1.0-32.2031.212立柱4L180*18P3-1钢板4-14*300*58014300 P3-2-1.0-38.00371立柱4L180*18P3-2钢板4-14*300*58014300 P3-3-1.0-33.3032.31立柱4L180*18P3-3钢板4-14*300*58014300 P3-4-1.0-42.7541.751立柱4L180*18P3-4钢板4-14*300*58014300 P3-5-1.0-39.9538.951立柱4L180*18P3-5钢板4-14*300*58014300 P4-1.0-32.2031.24立柱4L180*18P4钢板4-14*300*58014300 P4-1.0-33.00321立柱4L180*18P4钢板4-14*300*58014300 P5-1.0-42.7541.751立柱4L180*18P5钢板4-14*300*58014300 P6-1-2.5-32.2029.742立柱4L180*18P6-1钢板4-14*450*58014450 P6-2-2.5-37.4034.93立柱4L180*18P6-2钢板4-14*450*58014450 P6-3-2.5-40.2537.755立柱4L180*18P6-3钢板4-14*450*58014450 P6-4-2.5-38.6036.12立柱4L180*18P6-4钢板4-14*450*58014450 P6-5-2.5-32.8030.39立柱4L180*18P6-5钢板4-14*450*58014450 P6-6-2.5-38.6536.152立柱4L180*18P6-6钢板4-14*450*58014450 P6-7-2.5-39.9537.451立柱4L180*18P6-7钢板4-14*450*58014450 P6-8-2.5-32.7030.210立柱4L180*18P6-8钢板4-14*450*58014450 P6-9-2.5-33.0030.56立柱4L180*18P6-9钢板4-14*450*58014450 P7-1-2.5-32.2029.7108立柱4L180*18P7-1钢板4-14*450*58014450P7-2-2.5-39.9537.451立柱4L180*18P7-2钢板4-14*450*58014450 P7-3-2.5-32.7030.22立柱4L180*18P7-3钢板4-14*450*58014450 P7-4-2.5-39.0536.551立柱4L180*18P7-4钢板4-14*450*58014450 P7-5-2.5-38.6036.11立柱4L180*18P7-5钢板4-14*450*58014450 P7-6-2.5-40.2537.751立柱4L180*18P7-6钢板4-14*450*58014450 P7-7-2.5-32.8030.37立柱4L180*18P7-7钢板4-14*450*58014450 P7-8-2.5-33.0030.51立柱4L180*18P7-8钢板4-14*450*58014450 P7-9-2.5-37.0034.51立柱4L180*18P7-9钢板4-14*450*58014450 P8-1-1.0-32.2031.265立柱4L200*18P8-1钢板4-14*450*58014450 P8-2-1.0-39.0538.054立柱4L200*18P8-2钢板4-14*450*58014450 P8-3-1.0-38.6537.651立柱4L200*18P8-3钢板4-14*450*58014450 P8-4-1.0-36.6535.651立柱4L200*18P8-4钢板4-14*450*58014450 P8-5-1.0-33.3032.38立柱4L200*18P8-5钢板4-14*450*58014450 P8-6-1.0-39.6538.651立柱4L200*18P8-6钢板4-14*450*58014450 P8-7-1.0-37.3536.352立柱4L200*18P8-7钢板4-14*450*58014450 P8-8-1.0-38.00371立柱4L200*18P8-8钢板4-14*450*58014450 P8-9-1.0-36.5035.54立柱4L200*18P8-9钢板4-14*450*58014450 P8-10-1.0-40.0539.053立柱4L200*18P8-10钢板4-14*450*58014450 P8-11-1.0-42.7541.754立柱4L200*18P8-11钢板4-14*450*58014450 P8-12-1.0-37.3536.353立柱4L200*18P8-12钢板4-14*450*58014450 P8-13-1.0-33.5032.510立柱4L200*18P8-13钢板4-14*450*58014450 P8-14-1.0-33.00324立柱4L200*18P8-14钢板4-14*450*58014450 P8-15-1.0-39.9538.951立柱4L200*18P8-15钢板4-14*450*58014450 P8-16-1.0-38.3037.32立柱4L200*18P8-16钢板4-14*450*58014450 P8-17-1.0-32.7031.75立柱4L200*18P8-17钢板4-14*450*58014450 P9-1-1.0-32.2031.2121立柱4L200*18P9-1钢板4-14*450*58014450 P9-2-1.0-39.0538.052立柱4L200*18P9-2钢板4-14*450*58014450 P9-3-1.0-33.3032.33立柱4L200*18P9-3钢板4-14*450*58014450 P9-4-1.0-38.6537.652立柱4L200*18P9-4钢板4-14*450*58014450 P10-1-1.0-36.5035.51立柱4L200*18P10-1钢板4-14*450*58014450 P10-2-1.0-42.7541.752立柱4L200*18P10-2钢板4-14*450*58014450 P10-3-1.0-37.00362立柱4L200*18P10-3钢板4-14*450*58014450 P10-4-1.0-33.5032.51立柱4L200*18P10-4钢板4-14*450*58014450长度每米比重每米重量合计每米重每12米重量每12米总重总重钢板数量43.5174250.520883388.351685807.8576.5130032894343.5174250.520883388.360035807.8576.5130038255043.5174250.520883388.353075807.8576.5130034424543.5174250.520883388.352725807.8576.5130033664443.5174250.520883388.362905807.8576.5130040545343.5174250.520883388.351685807.8576.5130032894343.5174250.520883388.353075807.8576.5130034424548.6194.4270.92332.83633.160655807.8576.5130035194648.6194.4270.92332.83633.171935807.8576.5130041305448.6194.4270.92332.83633.162795807.8576.5130035954748.6194.4270.92332.83633.181165807.8576.5130046666148.6194.4270.92332.83633.175725807.8576.5130043605748.6194.4270.92332.83633.160655807.8576.5130035194648.6194.4270.92332.83633.162215807.8576.5130035954748.6194.4270.92332.83633.181165807.8576.5130046666148.6194.4309.12332.84283.357745807.85114.7195149344348.6194.4309.12332.84283.367855807.85114.7195158525148.6194.4309.12332.84283.373395807.85114.7195163105548.6194.4309.12332.84283.370185807.85114.7195160815348.6194.4309.12332.84283.358905807.85114.7195150484448.6194.4309.12332.84283.370285807.85114.7195160815348.6194.4309.12332.84283.372805807.85114.7195163105548.6194.4309.12332.84283.358715807.85114.7195150484448.6194.4309.12332.84283.359295807.85114.7195151634548.6194.4309.12332.84283.357745807.85114.7195149344348.6194.4309.12332.84283.372805807.85114.7195163105548.6194.4309.12332.84283.358715807.85114.7195150484448.6194.4309.12332.84283.371055807.85114.7195160815348.6194.4309.12332.84283.370185807.85114.7195160815348.6194.4309.12332.84283.373395807.85114.7195163105548.6194.4309.12332.84283.358905807.85114.7195150484448.6194.4309.12332.84283.359295807.85114.7195151634548.6194.4309.12332.84283.367075807.85114.7195157375054.4217.6332.32611.24561.767895807.85114.7195152784654.4217.6332.32611.24561.782805807.85114.7195163105554.4217.6332.32611.24561.781935807.85114.7195163105554.4217.6332.32611.24561.777575807.85114.7195159665254.4217.6332.32611.24561.770285807.85114.7195153934754.4217.6332.32611.24561.784105807.85114.7195164255654.4217.6332.32611.24561.779105807.85114.7195160815354.4217.6332.32611.24561.780515807.85114.7195161965454.4217.6332.32611.24561.777255807.85114.7195159665254.4217.6332.32611.24561.784975807.85114.7195165405754.4217.6332.32611.24561.790855807.85114.7195169996154.4217.6332.32611.24561.779105807.85114.7195160815354.4217.6332.32611.24561.770725807.85114.7195153934754.4217.6332.32611.24561.769635807.85114.7195153934754.4217.6332.32611.24561.784765807.85114.7195165405754.4217.6332.32611.24561.781165807.85114.7195161965454.4217.6332.32611.24561.768985807.85114.7195152784654.4217.6332.32611.24561.767895807.85114.7195152784654.4217.6332.32611.24561.782805807.85114.7195163105554.4217.6332.32611.24561.770285807.85114.7195153934754.4217.6332.32611.24561.781935807.85114.7195163105554.4217.6332.32611.24561.777255807.85114.7195159665254.4217.6332.32611.24561.790855807.85114.7195169996154.4217.6332.32611.24561.778345807.85114.7195159665254.4217.6332.32611.24561.770725807.85114.71951539347单件总重总重分段数量8457253713 982898283 8749262473 8638259133 10344103444 84571183963 8749262473 95841150063 11323113234 987498743 12782127824 11932119324 9584383353 981698163 12782127824 107074497073 12636379083 136******** 130******** 10939984483 131******** 135******** 109191091923 11092665543 1070711563903135******** 10919218383 131******** 130******** 136******** 10939765713 11092110923 12444124443 120677843523 14590583614 14503145034 137******** 12421993683 14835148354 139******** 14247142474 136******** 150******** 16084643354 139******** 124651246463 12356494233 150******** 14312286244 12176608793 120671460102314590291804 12421372633 14503290064 136******** 16084321674 138******** 12465124653 kg5845734t5845.734。
钢框架结构计算书-毕业设计
2
1.结构体系选型：钢框架结构
2.屋面和楼面结构：压型钢板组合楼板
3.楼梯结构：钢筋混凝土楼梯
2
本工程结构呈将矩形，且平面为对称多层钢结构建筑，可采用纯钢框架结构，结构布置图如图2.1.楼板采用压型钢板组合楼板，该结构具有结构性能好、便于施工等优点。
综上可知，施工阶段应增设支撑以满足强度、刚度要求。在跨中设置支撑，则跨度 ，有：
<
即抗弯强度与挠度都满足要求。
4
=50~100时，正弯矩和挠度按单向板计算，且都按简支板计算，负弯
矩按固端板计算。
4.1.2.1荷载计算
1 恒荷载3.44kN/m2
2 使用阶段的活荷载2.5kN/m2
3 组合楼板上作用的永久荷载标准值和设计值
毕业设计
钢框架结构计算书
摘要
该计算书为滨岛医疗中心门诊楼建筑方案及钢框架结构设计计算书，本设计依据建筑方案及给出的结构类型。参照规范有《建筑结构荷载规范》（GB 50009-2012）、《建筑抗震规范》（GB 50011-2010）、《混凝土结构规范》（GB 50010-2010）、《钢结构设计规范》（GB 50017-2003）等。完成设计内容有：建筑方案、结构平面布置、结构计算简图确定、荷载统计、内力计算、内力组合、主、次梁、柱选取及布置连接截面验算以及节点设计、楼梯设计、基础设计、工程概预算。结构类型为钢框架结构，梁、柱为钢梁、钢柱，板为组合楼板，柱脚采用埋入式，楼梯为板式钢筋混凝土楼梯、基础采用锥形独立基础。本计算书中列出了框架在恒荷载、活荷载、地震荷载、风荷载作用下的弯矩、剪力、轴力图以及内力组合表。
主要确定建筑功能、场地条件、地理位置、周边环境及相关资料的收集。
塔吊格构式基础计算书(修改后)
3#塔吊格构式基础计算书本计算书主要依据本工程地质勘察报告，塔吊使用说明书、《钢结构设计规范》（GB50017－2003）、《钢结构设计手册》（第三版）、《建筑结构静力计算手册》（第二版）、《结构荷载规范》（GB5009－2001）、《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）、《建筑桩基技术规范》（JGJ94－2008）、《建筑地基基础设计规范》（GB50007－2002）等编制。
基本参数1、塔吊基本参数塔吊型号：QZT80(5710)；标准节长度b：3m；塔吊自重Gt：577.4kN；塔吊地脚螺栓性能等级：普通8.8级；最大起重荷载Q：60kN；塔吊地脚螺栓的直径d：36mm；塔吊起升高度H：60m；塔吊地脚螺栓数目n：16个；塔身宽度B: 1.6m；2、格构柱基本参数格构柱计算长度lo：6.2m；格构柱缀件类型：缀板；：0.6m；格构柱分肢材料类型：L125x10；格构柱缀件节间长度a1：1.2m；格构柱钢板缀件参数:宽260mm，厚10mm；格构柱基础缀件节间长度a2：0.45m；格构柱基础缀件材料类型：L125x10；格构柱截面宽度b13、基础参数桩中心距a：1.6m；桩直径d：0.8m；桩入土深度l：46m；桩型与工艺：泥浆护壁钻(冲)孔灌注桩；桩混凝土等级：C30；桩钢筋型号：HRB335；桩钢筋直径：22mm；钢平台宽度：2.3m；钢平台厚度：0.05m；钢平台的螺栓直径：36mm；钢平台的螺栓数目：12个；钢平台的螺栓性能等级：普通8.8级；4、塔吊计算状态参数地面粗糙类别：D类密集建筑群，房屋较高；风荷载高度变化系数：0.93；主弦杆材料：角钢/方钢；主弦杆宽度c：250mm；非工作状态：所处城市：浙江杭州市，基本风压ω：0.45 kN/m2；额定起重力矩Me：800kN·m；基础所受水平力P：30kN；塔吊倾覆力矩M：2069.42kN·m；工作状态：所处城市：浙江杭州市，基本风压ω：0.45 kN/m2，额定起重力矩Me：800kN·m；基础所受水平力P：30kN；塔吊倾覆力矩M：2069.42kN·m；非工作状态下荷载计算一、塔吊受力计算1、塔吊竖向力计算作用在基础上的垂直力：N=Gt=577.40=577.40kN；2、塔吊风荷载计算地处浙江杭州市，基本风压ω=0.45 kN/m2；挡风系数计算：φ = (3B+2b+(4B2+b2)1/2c/Bb)挡风系数Φ=0.79；体型系数μs=1.90；查表得：荷载高度变化系数μz=0.93；高度z处的风振系数取：βz=1.0；所以风荷载设计值为：ω=0.7×βz ×μs×μz×ω=0.7×1.00×1.90×0.93×0.45=0.56kN/m2；3、塔吊弯矩计算风荷载对塔吊基础产生的弯矩计算：Mω=ω×Φ×B×H×H×0.5=0.56×0.79×1.60×60.00×60.00×0.5=1267.92kN ·m；总的最大弯矩值：M max =1.4×(Me+Mω+P×h)=1.4×(800.00+1267.92+30.00×0.05)=2069.42kN·m；4、塔吊水平力计算水平力：Vk=ω×B×H×Φ+P=0.45×1.60×60.00×0.79+30.00=64.17kN；5、每根格构柱的受力计算作用于承台顶面的作用力：Fk=577.40kN；Mkmax=2069.42kN·m；Vk=64.17kN；图中x轴的方向是随时变化的，计算时应按照倾覆力矩Mmax最不利方向进行验算。
地铁设计格构柱计算
Vbl 0.7h f
lw
2
f
w f
160MPa
b类轴心受 压构件的稳 定系数计算 Q235钢f= Q235钢fy= 弹性模量E= λn=λ *(fy/E)0.5/ Л= Фx= α1= α2= α3=
215.00
MPa
235.00
Mpa
206000.00
MPa
1.01
0.60 0.65 0.97 0.30
构件长细比 λy=L0y/iy=
92.68
<150
构件的截面 高度H= 等边角钢形心距离z0=
分肢轴线间距c=
缀板的纵向 高度h= 缀板的宽度 b= 缀板的厚度 t= 缀板的惯性 矩Ib= 相邻两缀板 间的中心距 l1= 相邻两缀板 间的净距 l01= 分肢长细比 λ 1=l01/i1= 构件的换算 长细比λ 0y= 格构柱的剪 力V= 每个缀板面 剪力V1=
>6，满足要求
缀板弯矩 Mbl=V1l1/2=
6657.41
KN-mm
缀板剪力 Vbl=V1l1/b=
33.29
KN
缀板正应力 σ =6*Mbl/t/h ^2= 缀板剪应力 τ =1.5*Vbl/t /h=
六、缀板角 焊缝计算
焊脚尺寸 hf= 角焊缝的计 算长度 lw=hb-2hf= 角焊缝的综 合应力τ=
<150
KN
KN
二、格构柱 强度验算
f=N/An= 三、格构柱 整体稳定性 验算 f=N/（Ф *A）= 四、缀板刚 度验算 缀板的线刚 度之和与分 肢线刚度之 比= 五、缀板强 度验算
108.05 181.41 14.27
Mpa
<[f]=215MPa，满足要求
格构柱受力计算书
格构柱受力计算书
计算依据：
(1)《钢结构设计规范》(GB50017-2003)。
(2)《钢结构设计与计算》
1. 格构柱截面的力学特性：
格构柱的截面尺寸为×；
主肢选用:18号角钢b×d×r=180×18×18mm；
缀条选用:20号角钢b×d×r=180×24×18mm；
主肢的截面力学参数为A0=，Z0=，
Ix0=，Iy0=；
缀条的截面力学参数为At=；
格构柱截面示意图
格构柱的y-y轴截面总惯性矩：
格构柱的x-x轴截面总惯性矩：
经过计算得到：
Ix=4×[+×(65/2]=；
Iy=4×[+×(65/2]= cm4；
2. 格构柱的长细比计算：
格构柱主肢的长细比计算公式：
其中H ──格构柱的总计算长度，取；
I ──格构柱的截面惯性矩，取,Ix=，Iy=；
A0 ──一个主肢的截面面积，取。
经过计算得到x=,y=。
3. 格构柱的整体稳定性计算：
格构柱在弯矩作用平面内的整体稳定性计算公式：
其中N ──轴心压力的计算值(N)；取N=4×105N；
A──格构柱横截面的毛截面面积，取4×；
──轴心受压构件弯矩作用平面内的稳定系数；
根据换算长细比0x=,0y=≤150（容许长细比）满足要求!
经过计算得到：
X方向的强度值为mm2，不大于设计强度205N/mm2,所以满足要求!
Y方向的强度值为mm2，不大于设计强度205N/mm2,所以满足要求!。
Mathcad - 四肢格构柱计算
四肢格构柱计算1 、计算依据《钢结构设计规范》GB50017---20032 、设计承载力轴心受压500kN3 、设计支柱柱高20m四肢缀条式格构柱材料：Q235分肢：圆管直径：351mm壁厚：10mm缀条：普槽10断面图及局部立面图如下：单位：毫米断面立面单个圆管截面特性:四个圆管截面特性：普槽10截面特性：4 、格构柱检算Q235钢材设计强度（厚度小于16mm ）：f 215MPa :=f v 125MPa :=f y 235MPa :=4.1抗压强度检算轴心压力：净截面积：A n 42851mm 2:=σN A n , ()11.668MPa⋅=σN A n , ()f <抗压强度满足使用要求。
4.2稳定性检算（1）整个构件对对称轴的长细比：构件对主轴x 的计算长度：l 0x 20m :=构件截面对主轴x 的回转半径：i x 514.3419mm :=因截面为正方形：（2）对虚轴的换算长细比：构件截面中垂直于x 轴的各斜缀条毛截面积之和：A 1x 21251.3324⋅mm 2 2.503103×mm 2⋅=:=因截面为正方形：（3）分肢长细比计算分肢计算长度：l 分1m :=分肢钢管的回转半径：i 分120.6135mm:=分肢长细比：λ分0.7λ0x ⋅<满足规范5.1.4要求（4）稳定性校核构件换算长细比约为47，钢材屈服强度235MPa ，查表5.1.2-1得截面类型为b 类。
查附录C 轴心受压构件的稳定系数为：φ0.87:=13.412MPa f<四肢格构柱稳定性满足使用要求。
4.3 缀条验算轴心受压构件的计算剪力：剪力V 沿构件全长不变剪力由斜缀条分担，则斜缀条轴心受力为：斜缀条的水平夹角α45°:=缀条计算长度：缀条最小回转半径：i 14.2mm :=缀条长细比约为99.718，钢材屈服强度235MPa ，查表5.1.2-1得截面类型为b 类。
钢结构连接、钢结构强度稳定性、钢筋支架、格构柱计算
钢结构连接、钢结构强度稳定性、钢筋支架、格构柱计算◆钢结构连接计算一、连接件类别不焊透的对接焊缝二、计算公式1．在通过焊缝形心的拉力，压力或剪力作用下的焊缝强度按下式计算：2．在其它力或各种综合力作用下，σf，τf共同作用处。
式中N──-构件轴心拉力或轴心压力，取 N＝100N；lw──对接焊缝或角焊缝的计算长度，取lw=50mm；γ─-作用力与焊缝方向的角度γ=45度；σf──按焊缝有效截面(helw)计算，垂直于焊缝长度方向的应力；hf──较小焊脚尺寸，取 hf=30mm；βt──正面角焊缝的强度设计值增大系数；取1；τf──按焊缝有效截面计算，沿焊缝长度方向的剪应力；Ffw──角焊缝的强度设计值。
α──斜角角焊缝两焊脚边的夹角或V形坡口角度；取α=100度。
s ──坡口根部至焊缝表面的最短距离，取 s=12mm；he──角焊缝的有效厚度，由于坡口类型为V形坡口，所以取he=s=12.000mm.三、计算结果1. 正应力：σf=N×sin(γ)/(lw×he)=100×sin(45)/(50×12.000)=0.118N/mm2；2. 剪应力：τf=N×cos(γ)/(lw×he)=100×cos(45)/(50×12.000)=0.118N/m m2；3. 综合应力：[(σf/βt)2+τf2]1/2=0.167N/mm2；结论:计算得出的综合应力0.167N/mm2≤对接焊缝的强度设计值ftw=10.000N/mm2，满足要求！◆钢结构强度稳定性计算一、构件受力类别：轴心受弯构件。
二、强度验算：1、受弯的实腹构件，其抗弯强度可按下式计算：Mx/γxWnx + My/γyWny ≤ f式中Mx，My──绕x轴和y轴的弯矩，分别取100.800×106 N·mm,10.000×106 N·mm；γx, γy──对x轴和y轴的截面塑性发展系数，分别取 1.2,1.3；Wnx,Wny──对x轴和y轴的净截面抵抗矩,分别取 947000 mm3, 85900 mm3；计算得：Mx/(γxWnx)+My/(γyWny)=100.800×106/(1.2×947000)+10.000×106/(1.3×85900)=178.251 N/mm2受弯的实腹构件抗弯强度=178.251 N/mm2 ≤抗弯强度设计值f=215 N/mm2，满足要求！2、受弯的实腹构件，其抗剪强度可按下式计算：τmax = VS/Itw ≤ fv式中V──计算截面沿腹板平面作用的剪力,取V=10.300×103 N；S──计算剪力处以上毛截面对中和轴的面积矩,取S= 947000 mm3；I──毛截面惯性矩,取 I=189300000 mm4；tw──腹板厚度,取 tw=8 mm；计算得：τmax = VS/Itw =10.300×103×947000/(189300000×8)=6.441N/mm2受弯的实腹构件抗剪强度τmax =6.441N/mm2≤抗剪强度设计值fv = 175 N/mm2，满足要求！3、局部承压强度计算τc = φF/twlz ≤ f式中φ──集中荷载增大系数，取φ=3；F──集中荷载,对动力荷载应考虑的动力系数，取 F=0kN；tw──腹板厚度,取 tw=8 mm；lz──集中荷载在腹板计算高度上边缘的假定分布长度，取lz=100(mm)；计算得：τc = φF/twlz =3×0×103/(8×100)=0.000N/mm2局部承压强度τc =0.000N/mm2≤承载力设计值f = 215 N/mm2，满足要求！4、在最大刚度主平面内受弯的构件，其整体稳定性按下式计算：Mx/φbWx ≤ f式中Mx──绕x轴的弯矩，取100.8×106 N·mm；φb──受弯构件的整体稳定性系数,取φb= 0.9；Wx──对x轴的毛截面抵抗矩Wx,取 947000 mm3；计算得：Mx/φbwx = 100.8×106/(0.9×947000)=118.268 N/mm2≤抗弯强度设计值f= 215 N/mm2，满足要求！5、在两个主平面受弯的工字形截面构件，其整体稳定性按下式计算：Mx/φbWx + My/γyWny ≤ f式中Mx，My──绕x轴和y轴的弯矩，分别取100.8×106 N·mm,10×106 N·mm；φb──受弯构件的整体稳定性系数,取φb= 0.9；γy──对y轴的截面塑性发展系数，取 1.3；Wx,Wy──对x轴和y轴的毛截面抵抗矩,分别取947000 mm3, 85900 mm3；Wny──对y轴的净截面抵抗矩,取 85900 mm3计算得：Mx/φbwx +My/ γyWny = 100.8×106/(0.9×947000)+10×106/(1.3×85900)=207.818N/mm2≤抗弯强度设计值f=215 N/mm2，满足要求！◆钢筋支架计算公式一、参数信息钢筋支架（马凳）应用于高层建筑中的大体积混凝土基础底板或者一些大型设备基础和高厚混凝土板等的上下层钢筋之间。
塔吊格构柱稳定性验算方法
塔吊格构柱稳定性验算方法本工程塔吊基础下的格构柱高度最长为20.5m，依据《钢结构设计规范》(GB50017-2003) ，计算模型选取塔吊最大独立自由高度60m，塔身未采取任何附着装置状态。
1、格构柱截面的力学特性：格构柱的截面尺寸为0.502×0.502m；主肢选用:16号角钢b×d×r=160×16mm；缀板选用(m×m):0.42×0.2主肢的截面力学参数为 A0=49.07 cm2，Z0=4.55cm，Ix0=1175.08cm2，Iy0=1175.08cm2；格构柱截面示意图格构柱的y-y轴截面总惯性矩：格构柱的x-x轴截面总惯性矩：经过计算得到：=4×[1175.08+49.07×(50.2/2-4.55)2]=87589.85cm4；IxI=4×[1175.08+49.07×(50.2/2-4.55)2]=87589.85cm4；y2、格构柱的长细比计算：格构柱主肢的长细比计算公式：其中 H ──格构柱的总高度，取21.7m；I ──格构柱的截面惯性矩，取,Ix =87589.85cm4，Iy=87589.85cm4；A──一个主肢的截面面积，取49.07cm2。
经过计算得到x =102.72,y=102.72。
格构柱分肢对最小刚度轴1-1的长细比计算公式:其中 b ──缀板厚度，取 b=0.5m。
h ──缀板长度，取 h=0.2m。
a1──格构架截面长，取 a1=0.502m。
经过计算得 i1=[(0.25+0.04)/48+5×0.2520/8]0.5=0.404m。
1=21.7/0.404=53.7。
换算长细比计算公式：经过计算得到kx =115.91,ky=115.91。
3、格构柱的整体稳定性计算：格构柱在弯矩作用平面内的整体稳定性计算公式：其中 N ──轴心压力的计算值(kN)；取 N=1791.33kN；A──格构柱横截面的毛截面面积，取4×49.07cm2；──轴心受压构件弯矩作用平面内的稳定系数；根据换算长细比0x =115.91,0y=115.91查《钢结构设计规范》得到x =0.520,y=0.520。
塔吊格构柱验算书
l r 610 =36.6 16.67
λx=λy= =
-1-
λ 1= 1 =
l i1
65 =23.47 2.77
2 λ0X= λ2 + λ1 x
= 36.6 2 + 23.47 2 =43.47=λ0y 查（b 类） ϕ 表，得： ϕ =0.882 二、截面验算 1．整体稳定验算： σ=
2082 40 + × 8.7 ） ÷ 4=480.5kN。 2 .2 2 . 5 2
计算式参照同济大学出版社出版的《钢结构设计原理》第 147— —155 页。 一、基本特性 角钢 A=4×32.512=130.05cm2,单肢最小回转半径 i1=2.77cm。 整个截面惯性矩： IX=Iy=4(603.68+32.512×16.12) =36124cm4 ix=iy=
σ 2 + 1.5τ 2 = ( f
7648090 2 47504 2 ) + 1.5 × ( ) 85050 1890
1 6
= 8086 + 948 =95.05N/mm2<1.22×160=195.2 N/mm2
∴ 塔吊格构柱符合要求。
-3-
三、缀板验算: 作用在柱上的计算剪力： V=
f y 13005 × 215 235 A× f = =32895N × × 85 235 85 235
作用在一侧缀板上的剪力： T=
V × a 32895 65 + 28 = × =47504N c=
V × a 32895 65 + 28 = × =764809N·cm 2 2 2
塔吊格构柱验算书
格构柱稳定性的计算书
格构柱稳定性的计算计算依据：(1)《钢结构设计规范》(GB50017-2003)。
(2)《钢结构设计与计算》1. 格构柱截面的力学特性：格构柱的截面尺寸为0.65×0.65m；主肢选用:18号角钢b×d×r=180×18×18mm；缀条选用:20号角钢b×d×r=180×24×18mm；主肢的截面力学参数为 A0=61.95cm2，Z0=5.13cm，I x0=1881.12cm4，I y0=3338.25cm4；缀条的截面力学参数为 A t=61.95cm2；格构柱截面示意图格构柱的y-y轴截面总惯性矩：格构柱的x-x轴截面总惯性矩：经过计算得到：I x=4×[1881.12+61.95×(65/2-5.13)2]=193155.64cm4；I y=4×[1881.12+61.95×(65/2-5.13)2]=193155.64 cm4；2. 格构柱的长细比计算：格构柱主肢的长细比计算公式：其中 H ──格构柱的总计算长度，取18.40m；I ──格构柱的截面惯性矩，取,I x=193155.64cm4，I y=193155.64cm4； A0──一个主肢的截面面积，取61.95cm2。
经过计算得到x=65.90,y=65.90。
3. 格构柱的整体稳定性计算：格构柱在弯矩作用平面内的整体稳定性计算公式：其中 N ──轴心压力的计算值(N)；取 N=4×105N；A──格构柱横截面的毛截面面积，取4×61.95cm2；──轴心受压构件弯矩作用平面内的稳定系数；根据换算长细比0x=65.9,0y=65.90≤150（容许长细比）满足要求!经过计算得到：X方向的强度值为20.85N/mm2，不大于设计强度205N/mm2,所以满足要求!Y方向的强度值为20.85N/mm2，不大于设计强度205N/mm2,所以满足要求!。
格构柱计算(修订版)-精选
格构式轴心受压构件6.7.1 格构式轴心受压构件绕实轴的整体稳定格构式受压构件也称为格构式柱(latticed columns)，其分肢通常采用槽钢和工字钢，构件截面具有对称轴（图6.1.1）。
当构件轴心受压丧失整体稳定时，不大可能发生扭转屈曲和弯扭屈曲，往往发生绕截面主轴的弯曲屈曲。
因此计算格构式轴心受压构件的整体稳定时，只需计算绕截面实轴和虚轴抵抗弯曲屈曲的能力。
格构式轴心受压构件绕实轴的弯曲屈曲情况与实腹式轴心受压构件没有区别，因此其整体稳定计算也相同，可以采用式(6.4.2)按b类截面进行计算。
6.7.2 格构式轴心受压构件绕虚轴的整体稳定1.双肢格构式轴心受压构件实腹式轴心受压构件在弯曲屈曲时，剪切变形影响很小，对构件临界力的降低不到1%，可以忽略不计。
格构式轴心受压构件绕虚轴弯曲屈曲时，由于两个分肢不是实体相连，连接两分肢的缀件的抗剪刚度比实腹式构件的腹板弱，构件在微弯平衡状态下，除弯曲变形外，还需要考虑剪切变形的影响，因此稳定承载力有所降低。
根据弹性稳定理论分析，当缀件采用缀条时，两端铰接等截面格构式构件绕虚轴弯曲屈曲的临界应力为：构式轴心受压构件(图6.1.2d)缀条的三肢组合构件(图6.1.2d)6.7.3 格构式轴心受压构件分肢的稳定和强度计算格构式轴心受压构件的分肢既是组成整体截面的一部分，在缀件节点之间又是一个单独的实腹式受压构件。
所以，对格构式构件除需作为整体计算其强度、刚度和稳定外，还应计算各分肢的强度、刚度和稳定，且应保证各分肢失稳不先于格构式构件整体失稳。
一、分肢稳定和强度的计算方法分肢内力的确定构件总挠度曲线为2．分肢稳定的验算①对缀条式构件：图7.7.1格构式轴心受压构件弯曲屈曲稳定和强度求v0的简化计算方法(规范规定的方法)①由钢构件制造容许最大初弯曲l/1000，考虑其它初始缺陷按经验近似地规定v0=l/500右l/400等。
②根据构件边缘纤维屈服准则来确定v0。
格构柱稳定性计算
格构柱稳定性的计算依据《钢结构设计规范》(GB50017-2003)。
1.格构柱截面的力学特性：格构柱的截面尺寸为0.45×0.45m；主肢选用:20号角钢b×d×r=200×24×18mm；缀条选用:20号角钢b×d×r=200×24×18mm；主肢的截面力学参数为A0=90.66cm2，Z0=5.87cm，I x0=3338.25cm4，I y0=3338.25cm4；缀条的截面力学参数为A t=90.66cm2；格构柱截面示意图格构柱的y-y轴截面总惯性矩：格构柱的x-x轴截面总惯性矩：经过计算得到：I x=4×[3338.25+90.66×(45/2-5.87)2]=113644.70cm4；I y=4×[3338.25+90.66×(45/2-5.87)2]=113644.70cm4；2.格构柱的长细比计算：格构柱主肢的长细比计算公式：其中H──格构柱的总计算长度，取21.80m；I──格构柱的截面惯性矩，取,I x=113644.70cm4，I y=113644.70cm4；A0──一个主肢的截面面积，取90.66cm2。
经过计算得到x=123.15,y=123.15。
换算长细比计算公式：其中A──格构柱横截面的毛截面面积，取4×90.66cm2；A1──格构柱横截面所截垂直于x-x轴或y-y轴的毛截面面积，取2×90.66cm2；经过计算得到kx=123.47,ky=123.47。
3.格构柱的整体稳定性计算：格构柱在弯矩作用平面内的整体稳定性计算公式：其中N──轴心压力的计算值(kN)；取N=1130.42kN；A──格构柱横截面的毛截面面积，取4×90.66cm2；──轴心受压构件弯矩作用平面内的稳定系数；根据换算长细比0x=123.47,0y=123.47≤150满足要求!查《钢结构设计规范》得到x=0.42,y=0.42。
钢结构格构式柱的结构设计计算
钢结构格构式柱的结构设计计算摘要：本文通过对钢结构格构式柱的强度、整体稳定性、局部稳定性的实例设计计算，理论结合实际，指出在进行钢结构格构式柱设计中的部分误区及设计人员容易忽视的部分，避免设计人员在今后的设计工作中出现重大设计失误.关键词：钢结构格构式柱；强度；整体稳定性；局部稳定性一、引言工程实践中，我们常常遇到钢结构格构式柱如：钢结构厂房柱、钢结构民用建筑框架柱、钢结构管道支架等。
对于这些钢结构格构式柱在工程结构设计中，应该对柱的强度、整体稳定性、局部稳定性，逐一进行验算，只有这样才能使你的设计方案达到安全、经济、适有、美观。
但在实际工程设计中，对于设计经验不足设计人员，通常只注重柱的强度验算，而忽视柱的稳定性验算，认为只要构件强度满足要求就是安全的，对钢结构构件稳定性的重要程度认识不够，这个设计误区往往导致构件的失稳破坏，造成工程事故。
还有设计人员容易忽视的一个问题就是：在工况和作用力不变的情况下，由于施工现场实际情况，需要在不改变柱材料的情况下，增大柱的截面尺寸，部分设计人员认为，增大柱截面对柱自身的整体稳定性是起有利作用的。
对于这个问题，本人通过多年的设计经验和设计实例得出：在不改变工况、作用力和柱材料的情况下，增大柱的截面尺寸对格构式柱自身的整体稳定性是不利的。
以下通过设计实例来证实本人的以上论断。
二、设计实例本人于2012年设计的动力厂一轧钢北侧DN800煤气管线异地更换工程-钢结构格构式管道支架，燃气专业提供条件：煤气管线在事故状态下管道单重：300Kg/m，支架最大间距：17m，支架高度：6.143m，滑动支架摩擦系数：0.15。
采用Q235钢材。
1.荷载及作用力计算：（由于燃气专业提供的管道单重为事故状态下单重，所以在荷载及作用力计算时不再乘荷载分项系数）N=17X300X10=51000N=51KN； Vx=51X0.15=7.65KN；My=0KN/m；Mx=7.65X6.143≈47KN/m2.支架几何截面选型（见图示1）：iy＝0.4h=0.4X250=100mm；分肢截面参数：（2）.局部稳定性验算：由于构件分肢为标准工字型钢，局部稳定性满足要求，无需验算.6.綴条稳定性验算：由于本构件Y方向没有剪力，綴条用于减小受压构件的长细比和连接固定分肢，所以不用验算綴条的稳定性，只验算綴条刚度即可。
大型钢结构厂房的结构设计探讨 张涛
大型钢结构厂房的结构设计探讨张涛摘要：如何在确保厂房施工质量前提下，实现低成本、高质量成了企业重点关注的问题。
门式刚架在钢结构厂房中应用较为广泛，其与传统钢筋砼厂房比较有显著优点，其优点在于施工便捷、施工周期短、工程成本低、同时材料可回收利用等，因此厂房采用门式钢架结构形式，其经济效益和社会效益高。
本文对大型钢结构厂房的结构设计进行探讨，希望能为相关从业者提供一定的参考意见。
关键词：大型；钢结构厂房；结构设计引言钢结构目前广泛应用于厂房、仓库等建筑中。
其结构形式主要为刚架或排架，结构体系主要包括钢柱、钢梁、屋面水平支撑、柱间支撑、吊车梁等。
在该类厂房的设计中，为确保承重结构的正常工作，提高结构的整体刚度，承担和传递纵向水平力（风荷载、吊车刹车荷载等），应根据结构及其荷载的不同情况设置可靠的支撑系统。
1工程概况以某一大型公司的结构厂房建设项目为例，该项目分为一、二两期进行建设，一二两期工程各为厂房面积的一半。
一期的建设工期为100d，二期的建设工期为90d。
厂房的纵向长度为150m，横向宽度为180.6m，总建筑面积为27564㎡。
沿着厂房的纵向，柱与柱之间的跨距为7.5m，沿着横向，跨距则为30m。
在厂房的中间部位处，设置有温度伸缩缝。
在每跨内设置有两台10t的电动单梁吊车。
厂房的立面采用双脊双坡的形式，坡度则控制在5%。
墙体采用蒸压加气混凝土砌块，其厚度控制在240mm。
在墙体沿着高度的方向，设置有三道圈梁。
屋面采用单层压型钢板，其厚度控制在0.5mm，在其下部则为保温玻璃棉并配置金属网，玻璃棉的厚度为75mm。
为了不耽误企业的正常生产，厂房急需短时间内完成。
经过相关工作人员的研究和探讨，厂房的结构设计决定采用门式刚架结构。
2厂房的结构设计由于本工程的建筑平面尺寸比较大，结构布置成了该工程设计的重点和关键，尤其是要处理好横向温度伸缩缝及支撑的布置和如何选取支撑形式。
2.1横向温度缝的设置本工程的厂房的设计主要是按照CECS102：2002门式刚架轻型房屋钢结构技术规程的规定。
- 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)。
钢结构格构式柱的结构设计计算张涛
发表时间：2017-12-28T21:03:24.050Z 来源：《基层建设》2017年第28期作者：张涛
[导读] 摘要：本文通过对钢结构格构式柱的强度、整体稳定性、局部稳定性的实例设计计算，理论结合实际，指出在进行钢结构格构式柱设计中的部分误区及设计人员容易忽视的部分，避免设计人员在今后的设计工作中出现重大设计失误.
舞阳钢铁有限责任公司设备部河南舞钢 462500
摘要：本文通过对钢结构格构式柱的强度、整体稳定性、局部稳定性的实例设计计算，理论结合实际，指出在进行钢结构格构式柱设计中的部分误区及设计人员容易忽视的部分，避免设计人员在今后的设计工作中出现重大设计失误.
关键词：钢结构格构式柱；强度；整体稳定性；局部稳定性
一、引言
工程实践中，我们常常遇到钢结构格构式柱如：钢结构厂房柱、钢结构民用建筑框架柱、钢结构管道支架等。
对于这些钢结构格构式柱在工程结构设计中，应该对柱的强度、整体稳定性、局部稳定性，逐一进行验算，只有这样才能使你的设计方案达到安全、经济、适有、美观。
但在实际工程设计中，对于设计经验不足设计人员，通常只注重柱的强度验算，而忽视柱的稳定性验算，认为只要构件强度满足要求就是安全的，对钢结构构件稳定性的重要程度认识不够，这个设计误区往往导致构件的失稳破坏，造成工程事故。
还有设计人员容易忽视的一个问题就是：在工况和作用力不变的情况下，由于施工现场实际情况，需要在不改变柱材料的情况下，增大柱的截面尺寸，部分设计人员认为，增大柱截面对柱自身的整体稳定性是起有利作用的。
对于这个问题，本人通过多年的设计经验和设计实例得出：在不改变工况、作用力和柱材料的情况下，增大柱的截面尺寸对格构式柱自身的整体稳定性是不利的。
以下通过设计实例来证实本人的以上论断。
二、设计实例
本人于2012年设计的动力厂一轧钢北侧DN800煤气管线异地更换工程-钢结构格构式管道支架，燃气专业提供条件：煤气管线在事故状态下管道单重：300Kg/m，支架最大间距：17m，支架高度：6.143m，滑动支架摩擦系数：0.15。
采用Q235钢材。
1.荷载及作用力计算：（由于燃气专业提供的管道单重为事故状态下单重，所以在荷载及作用力计算时不再乘荷载分项系数） N=17X300X10=51000N=51KN； Vx=51X0.15=7.65KN；
My=0KN/m； Mx=7.65X6.143≈47KN/m
2.支架几何截面选型（见图示1）：
iy＝0.4h=0.4X250=100mm；分肢截面参数：
（2）.局部稳定性验算：
由于构件分肢为标准工字型钢，局部稳定性满足要求，无需验算.
6.綴条稳定性验算：
由于本构件Y方向没有剪力，綴条用于减小受压构件的长细比和连接固定分肢，所以不用验算綴条的稳定性，只验算綴条刚度即可。
求。
对于工况和材料不变，钢结构格构式柱宽度的变大，对整体稳定性不利，从公式。