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热门课程培训钢结构计算公式（钢结构计算用表）
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。
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/mm2） 表2-77
抗拉、抗压和抗弯f
端面承压（刨平顶紧）fce
厚度或直径（mm）
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。
钢铸件的强度设计值（N/mm2） 表2-78
抗拉、抗压和抗弯f
端面承压（刨平顶紧）fce
焊缝的强度设计值（N/mm2） 表2-79
焊接方法和焊条型号
厚度或直径（mm）
焊缝质量为下列等级时，抗拉ftw
抗拉、抗压和抗剪
一级、二级
自动焊、半自动焊和E43型焊条的手工焊
自动焊、半自动焊和E50型焊条的手工焊
自动焊、半自动焊和E55型焊条的手工焊
自动焊、半自动焊和E55型焊条的手工焊
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》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。其中厚度小于8mm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计值取fcw，抗弯受拉区强度设计值取ftw。
螺栓连接的强度设计值（N/mm2） 表2-80
承压型连接高强度螺栓
承压型连接高强度螺栓
A级、B级螺栓
4.6级、4.8级
承压型连接高强度螺栓
注：1．A级螺栓用于d≤24mm和l≤10d或l≤150mm（按较小值）的螺栓；B级螺栓用于d＞24mm或l＞10d或l＞150mm（按较小值）的螺栓。d为公称直径，l为螺杆公称长度；
2．A、B级螺栓孔的精度和孔壁表面粗糙度，C级螺栓孔的允许偏差和孔壁表面粗糙度，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的要求。
铆钉连接的强度设计值（N/mm2） 表2-81
铆钉钢号和构件钢材牌号
抗拉（钉头拉脱）
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；
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计孔径的孔属于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：
短边相连的不等边角钢0.5＋0.0025δ，但不大于1.0；
长边相连的不等边角钢0.70；
几为长细比，对中间无连接的单角钢压杆，应按最小回转半径计算，当δ＜20时，取δ＝20；
2．无垫板的单面施焊对接焊缝0.85；
3．施工条件较差的高空安装焊缝和铆钉连接0.90；
4．沉头和半沉头铆钉连接0.80。
注：当几种情况同时存在时，其折减系数应连乘。
钢材和钢铸件的物理性能指标见表2-82。
钢材和钢铸件的物理性能指标表2-82
弹性模量E（N/mm2）
剪变模量G（N/mm2）
线膨胀系数α（以每℃计）
质量密度ρ（kg/m3）
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
挠度允许值
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）手动吊车和单梁吊车（含悬挂吊车）（2）轻级工作制桥式吊车（3）中级工作制桥式吊车（4）重级工作制桥式吊车
l/500l/800l/1000l/1200
手动或电动葫芦的轨道梁
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
l/600l/400
楼（屋）盖梁或桁架，工作平台梁（第3项除外）和平台板（1）主梁或衔架（包括设有悬挂起重设备的梁和桁架）（2）抹灰顶棚的次梁（3）除（1）、（2）款外的其他梁（包括楼梯梁）（4）屋盖檩条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面者支承其他屋面材料者（5）平台板
l/400l/250l/250l/150l/200l/200l/150
l/500l/350l/300
墙架构件（风荷载不考虑阵风系数）（1）支柱（2）抗风桁架（作为连续支柱的支承时）（3）砌体墙的横梁（水平方向）（4）支承压型金属板、瓦楞铁和石棉瓦墙面的横梁（水平方向）（5）带有玻璃窗的横梁（竖直和水平方向）
l/400l/1000l/300l/200l/200
注：1．l为受弯构件的跨度（对悬臂梁和伸臂梁为悬伸长度的2倍）。
2．[νT]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；
[νQ]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H/150
2．有桥式吊车的单层框架的柱顶位移H/400
3．多层框架的柱顶位移H/500
4．多层框架的层间相对位移h/400
H为自基础顶面至柱顶的总高度；h为层高。
注：1．对室内装修要求较高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2-84。
桁架弦杆和单系腹杆的计算长度l0表2-84
支座斜杆和支座竖杆
在桁架平面内
在桁架平面外
注：1．l为构件的几何长度（节点中心间距离）；l1为桁架弦杆侧向支承点之间的距离。
2．斜平面系指与桁架平面斜交的平面，适用于构件截面两主轴均不在桁架平面内的单角钢腹杆和双角钢十字形截面腹杆。
3．无节点板的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）。
受拉构件的允许长细比见表2-85。受压构件的允许长细比见表2-86。
受拉构件的允许长细比表2-85
承受静力荷载或间接承受动力荷载的结构
直接承受动力荷载和结构
一般建筑结构
有重级工作制吊车的厂房
桁架的杆件
吊车梁或吊车桁架以下的柱间支撑
其他拉杆、支撑、系杆等（张紧的圆钢除外）
注：1．承受静力荷载的结构中，可仅计算受拉构件在竖向平面内的长细比。
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，其长细比不宜超过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
允许长细比
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
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．计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面外的长细比时，可采用与角钢肢边平行轴的回转半径。
3．跨度等于或大于60m的桁架，其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2-87。
单层厂房阶形柱计算长度的折减系数表2-87
单跨或多跨
纵向温度区段内一个柱列的柱子数
厂房两侧是否有通长的屋盖纵向水平支撑
等于或少于6个
非大型混凝土屋面板的屋面
无纵向水平支撑
有纵向水平支撑
大型混凝土屋面板的屋面
非大型混凝土屋面板的屋面
无纵向水平支撑
有纵向水平支撑
大型混凝土屋面板的屋面
注：有横梁的露天结构（如落锤车间等），其折减系数可采用0.9。
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2-89。
摩擦面的抗滑移系数μ 表2-88
在连接处构件接触面的处理方法
构件的钢号
Q345钢、Q390钢
喷砂（丸）
喷砂（丸）后涂无机富锌漆
喷砂（丸）后生赤锈
钢丝刷清除浮锈或未经处理的干净轧制表面
一个高强度螺栓的预拉力P（kN） 表2-89
螺栓的性能等级
螺栓公称直径（mm）
螺栓或铆钉的允许距离见表2-90。
螺栓或铆钉的最大、最小允许距离表2-90
位置和方向
最大允许距离（取两者的较小值）
最小允许距离
外排（垂直内力方向或顺内力方向）
垂直内力方向
顺内力方向
构件受压力
构件受拉力
沿对角线方向
中心至构件边缘距离
顺内力方向
垂直内力方向
剪切边或手工气割边
轧制边、自动气割或锯割边
高强度螺栓
其他螺栓或铆钉
注：1．d0为螺栓或铆钉的孔径，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）相连的螺栓或铆钉的最大间距，可按中间排的数值采用。
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a. 点支式玻璃幕墙采用不锈钢材料时，宜采用奥氏体不锈钢材，并符合国家现行标准规定，采用的碳钢和其他钢材也要符合现行国家标准规定。 b. 采用的碳钢和其他钢材表面应进行防腐蚀处理。&
c.采用的标准紧固体要符合现行国家标准规定，非标准紧固件应满足设计要求，并有出厂合格证。 &
主要机具设备&
a. 垂直运输机械：土建的外用电梯、塔吊、井架，以及安装必备的电动葫芦、手动葫芦。 b. 各种机电设备：电焊机、氩弧焊机、型材切割机。&
c. 手工工具：玻璃吸盘、电动改锥、手电钻、电锤、梅花扳手、活动扳手、水平直钢板尺、钢角尺、钢卷尺、打胶枪。&
d. 测量仪器：经纬仪、水准仪。&
1 主体结构已完工，并办理完主体质量验收手续。&
2 幕墙与主体结构连接的预埋件，已在主体施工中按设计要求准确，牢固地做好预埋，与幕墙主体连接的主体混凝土强度大于C30。&
3 幕墙安装操作用的外架、上料平台等设施已设置完毕，并经验收合格，作业棚、工作台、动力及照明电源线路准确就序。&
4 幕墙产品制作前已对建筑设计施工图进行了放样核对，并对主体结构进行了复测，按实测结果调整了幕墙设计，并经设计单位同意。&
5 凡对点支式玻璃幕墙可能造成严重污染的分项工程，已安排在幕墙施工前完成，未完成的分项工程已采取了有效的保护措施。&
6 点支式玻璃幕墙的安装专项施工组织设计和施工方案已编制完毕，并经有关部门审批。 7 点支式玻璃幕墙的材料、零配件、结构构件等已按设计要求加工进场，并经验收合格，有相关的产品质量合格证和试验报告。&
8 各工序的施工操作人员均已接受书面技术交底和三级安全教育，关键工序和特殊工种人员均持有岗位合格证书。&
9 已对所有预埋件按现行行业标准《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-96的规定进行了验收。对遗漏或位置偏差过大的预埋件已根据幕墙设计要求进行了重新补设，并进行了后置埋件的抗拉拔力试验。&
操作工艺 &
&一、测量放线&
& &（1）根据建设单位提供的建筑物标高以及设计图纸，对幕墙所在位置进行测量放线，确定幕墙所在确切位置，核实结构总体标高，把各分层标高标在各层楼板边上，合理分解施工（2）墙面整体吊垂直，阴阳角找正套方。（3）用经纬仪在墙面上放出纵横轴线，可在建筑物上弹墨线或用花蓝螺丝固定钢丝绳进行定位，确定驳接座、钢结构桁架的安装位置。 &
&二、预埋件埋设检查和确认&
幕墙施工时应对土建预埋的预埋件逐个检查。要求预埋件标高偏差&10mm，埋件的位置与设计位置偏差&20mm。对超过上述标准的预埋件要进行调整，方可进行下道工序的安装。所有预埋件均应作防锈处理。并办理好预埋件交接验收记录，预埋件遗漏或位置偏差过大时，应根据幕墙设计重新补设预埋件，并进行后置埋件的抗拉拔力试验。预埋件应重点检测标高以保证地锚底板面上的地坪装饰层厚度的要求。 &
& 三、钢结构体系安装&
& & &钢结构支撑点支式玻璃幕墙是指采用钢结构作为支撑受力体系，在钢结构上伸出钢爪固定玻璃的方式。所用的钢结构可以是钢构架、钢管、钢杆，施工时按设计图纸选用的材料进行安装。安装应符合下列要求：（1）大型钢结构构件应作吊点设计，并应试吊。（2）钢结构安装就位、调整后应及时紧固。（3）钢构件在运输存放、安装过程中损坏的涂层以及未涂装的安装连接部位，应按规范规定补涂。
& & 四、 驳接座焊接&
& & &在钢结构上焊接驳接座，先进行精确定位，定位误差保证在+5mm之内，然后根据设计图纸按要求焊接驳接座，驳接座的焊缝按照图纸要求的焊缝等级要求进行检查，达不到要求的返工重焊。 &
& 五、驳接爪安装&
驳接爪安装主要是通过拧紧螺杆，使之与驳接座上预先焊好的螺母螺接而固定。安装时压紧螺杆必须拧紧，然后对驳接爪的平面平整度进行总体调整，大面积平整度误差不超过+3mm。注意控制确保爪件安装后其钢爪中心孔与玻璃孔误差控制为&1mm。爪件杆与玻璃垂直，爪件与驳接爪座螺杆与螺母留置长度不得小于一个螺母厚度。安装钢爪，使十字钢爪臂与水平成45&夹角，H型钢爪臂与水平成90&。 &&
&质量标准&
& & & &一、 驳接爪件等尺寸偏差应满足现行行业标准《点支式玻璃幕墙支承装置》JG138-2001和其他有关标准的要求，爪件外观质量应符合《点支式玻璃幕墙工程技术规程》CECS 127：2001要求。&
& & & 二、玻璃幕墙可采用聚乙烯发泡材料做为填充材料，其性能要符合《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003规定。&
& & & & 三、点支式幕墙采用的玻璃必须经过钢化处理(玻璃开孔的中心位置距边缘距离应符合设计求，并不得小于100mm)。&
& & & & 四、 点支式幕墙采用夹层玻璃时，应采用聚乙烯醇缩丁醛(PVB)胶片干法加工合成的夹层玻璃，且胶片厚度不应小于0.76mm。&
五、点支承玻璃幕墙应采用带有万向头的活动不锈钢爪，其钢爪间的中心距应大于250mm。&
& & & &六、钢结构安装过程中，制孔、组装、焊接和涂装等工序均应符合《钢结构工程施工质量验收规范》GB的有关规定。 支承结构安装技术要求&
一、 加工构配件进场按品种、规格分类，用专用架子和垫木在室内堆放，大玻璃等没有条件放室内的，在室外堆放要妥善保护。&
二、 玻璃幕墙的构件、玻璃和密封材料等应制订保护措施，不得使其发生碰撞、变形、变色、污染等现象。&
三、 收发运输材料，轻拿轻放，防止磕碰划伤，应设专人妥善管理。&
四、 玻璃竖向倾斜靠放，用木方垫起，不可直接角地，并设专人看管发放，严防磕碰划伤。 5.5 施工垂直运输材料注意上下呼应，防止磕碰构配件。&
六、 对施工前后工序及周围作业作好协调，施工中玻璃幕墙及其构件表面的粘附物应及时清除。以免凝固后再清理时，划伤材质表面。&
七、 施工过程设专人巡视，及时排除各种不安全因素，对完成或未完成部位采取效的遮挡。 5.8 玻璃幕墙工程安装完成后，应制订清扫方案。&
八、 幕墙交工前应从上到下清洗，清洁剂有玻璃清洁剂和构配件清洁剂，互有影响不能错用。清洗时应先作检查，证明无腐蚀作用后方能使用，清洗后要用清水冲洗干净。 5.10 完工后派专人负责看管，杜绝人为的损坏。
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