用Excel计算大型钢结构面积 - 工程经济信息网
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大型钢结构面积计算之我见李美琼在目前的石油、化工基建项目中,用H型钢等大型钢结构作设备和管道支架非常普遍,H型钢等大型钢结构用量很大。
用大型钢结构作支架与原来的钢筋混凝土支架相比,多了除锈、刷油、防火费用,这三项费用的计算都是以面积为单位。
由于大型钢结构形状不规则,规格多样,展开面积的计算较复杂,而除锈、刷油、防火等费用的平方米造价高,面积计算准确与否对投资影响大。
一、现状目前执行的《全国统一安装工程预算定额》、地方颁布的《建筑工程预算定额》中都没有大型钢结构面积的计算规则,无法直接套用。
只有《石油化工行业安装工程预算定额》(以下简称“行业定额”)第九册《刷油、绝热、防腐蚀工程》中有,钢结构面积计算规则:梯子、平台、栏杆防腐面积按每100kg为5.8m2;大型H型钢结构(300×300×6×12)规格以上的防腐面积按每100kg为2.0m2;除上述以外结构的防腐按每100kg为3.8m2计取。
二、按行业定额规则计算与按实计算面积差异较大在工程审核中发现按行业定额规则计算出的面积与按实计算出的面积差异较大,如在SBS沥青改造项目中,刷防火涂料的大型钢结构按石油化工行业定额计算规则计算为380m2,按实展开计算为300m2。
在七万吨硫磺回收装置改造项目中,刷防火涂料的大型钢结构按石油化工行业定额计算规则计算的面积为3638m2,按实统计长度后展开计算面积为2285m2,面积相差1353m2,工程费用相差36万元。
三、产生差异的原因行业定额计算规则中计算大型钢结构面积的数据除梯子平台外只有2个,比较粗犷。
而装置中型钢的规格型号很多,以曾审核过的七万吨硫磺回收装置为例,仅H型钢就有7种,厚度从12毫米~19毫米,还有槽钢、工字钢、角钢等,同样一吨重的钢材因厚度不同表面积相差很大。
大型钢结构的面积按施工图计算长度,根据组成结构的各种材料的外形尺寸汇总出每种规格的总长度,再按实展开计算出的结果是比较准确的,但这种方法极为繁杂且易出错,下面介绍一种较简单、且准确的计算大型钢结构面积的方法。
简 支 钢 梁 计 算基本数据输入:梁跨度: l=9000mm梁间距a=2400mm钢材:Q 345f =315N/mm 2fv =185N/mm 2 上翼缘:b 1=400mm t 1=14mm 下翼缘:b 2=300mm t 2=12mm 腹 板:h w =574mm t w =8mm即: 断面截面特性计算:钢梁截面:A 0=13792mm 2 重量108.3kg/m 钢梁中和轴的位置:y 0=342mm钢梁对X轴截面惯性矩:I z =8.94E+08mm4钢梁上翼缘的弹性抵抗矩:W 1x = 3.46E+06mm 3 钢梁下翼缘的弹性抵抗矩:W 2x = 2.61E+06mm 3 钢梁对Y轴截面惯性矩:I y = 1.02E+08mm 4i y =85.9 mm y =104.8上翼缘对Y 轴的惯性矩:I 1=7.47E+07mm 4下翼缘对Y 轴的惯性矩:I 2= 2.70E+07mm 40.73 截面不对称影响系数:0.380.53 工字形截面简支梁的系数0.76 梁的整体稳定系数:0.74 修正后:0.672.截面验算:(1)弯矩及剪力的计算:=+=211I I I b α=-=)12(8.0b b αη=bβ==hb t l 111ξ=bφ='bφλ钢梁自重: 1.30KN/m恒载: 4.00KN/m2g1k=10.90KN/m活载:q c= 3.0KN/m2p k=18.10KN/m p=23.16KN/m 弯矩:M=234.49KN·m剪力:V=104.22KN(2)钢梁的强度、稳定和挠度的验算:梁的整体稳定应力:σ=101.01N/mm2钢梁上翼缘应力:σ1=67.70N/mm2钢梁下翼缘应力:σ2=89.68N/mm2钢梁剪应力:τ=22.70N/mm2挠度:w=8.4mmw/l=1/1072。
用EXCEL完善钢结构计算刘秋元广东省佛山市顺德规划设计院有限公司广东佛山 528300摘要:本文介绍用EXCEL编制一系列小程序,作为钢结构计算的补充,使结构计算更为简单快捷,大大提高了结构设计人员的工作效率和准确度,并举例说明其应用,供设计参考。
关键词:钢结构补充计算 EXCEL程序Summary: The passage introduces a series of small program in EXCEL as a complement to calculate steel structures, thus the whole procedure of structure calculation is easier and faster and it can also improve the efficiency and precision of the construction design . Finally, a numerical example is shown for reference in designingKey words: steel structures, complement calculate, EXCEL1.问题的提出随着计算机的广泛应用和软件的不断开发,结构设计人员逐渐摆脱了大量繁重的计算工作。
目前可用来进行钢结构整体计算的软件主要有3D3S[1]、STAAD/CHINA以及PKPM系列-钢结构CAD软件和STS软件等。
软件的应用大大的提高了设计人员的工作效率。
但是,任何一种设计软件都不可能包罗万象,尽如人意。
在实际工作中,使用这些软件的同时,结合实际工程,对一些特殊构件或整体分析较难处理的特殊部位作一些补充计算是必不可少的。
用EXCEL编制一些计算程序,其优点在于不受源程序影响,设计人员可根据规范要求编制成如用手写计算书一样的形式,按规范要求提取各项系数和计算公式。
一.1b=100t=10h=230s=6B=200T=104380mm2152mm98mm 4.6E+07mm 4302773mm 3469607mm 32混凝土等级C208.08板厚h d100梁跨度6000梁左相邻净距1800梁右相邻净距1800板托顶宽b 0300板托高度h t150b 1 =600b 2 =6001500mm150000mm 222944.4mm 2402mm混凝土板顶面至组合截面中和轴的距离 x= [b e *h d 2/(2*αE )+A*y]/A 0 =117mm混凝土截面惯性矩 I c = b e *h d 3/12=1.3E+08mm4换算成钢截面的组合截面惯性矩 I 0 = I c /αE + A c *(x-0.5h d )2/αE + I + A(y-x)2 =5E+08mm 43.5E+07mm 42.4E+08mm 43763855mm 41307031mm 4313662.2mm 2混凝土板顶面至组合截面中和轴的距离x c = [b e *h d 2/(4*αE )+A*y]/A 0c=162mm4.2E+08mm 44.2E+07mm 41.1E+08mm 44800913mm 41249942mm 4二施工阶段的验算1弯矩和剪力钢梁自重:0.41kN/m 板自重: 6.00kN/m 2000mm)板托重:0.90kN/m 6.09kN/m 自重标准值 g 1:7.31kN/m施工荷载: 2.80kN/m 施工阶段弯矩设计值M 45.51kN.m (梁跨度:6000mm)施工阶段剪力设计值V 30.34kN2钢梁抗弯强度设计143.14N/mm 2<215N/mm 2PASS!92.29N/mm2<215N/mm2PASS!3钢梁剪应力计算面积矩 S=207492mm 322.80N/mm 2<125N/mm 2PASS!4挠度计算考虑混凝土徐变的组合截面特征计算换算成钢截面的组合截面面积 A 0c = A c / 2αE + A =换算成钢截面的组合截面惯性矩 I 0c = I c /(2*αE ) + A c *(x c -0.5h d )2/(2*αE) + I + A(y-x c )2 =(平台梁间距:对混凝土板底面的组合截面弹性抵抗矩 w 0c b =αE *I 0 / (x - h d ) =对钢梁上翼缘的组合截面弹性抵抗矩 w 0t = I 0 / (d-x) =对混凝土板顶面的组合截面弹性抵抗矩 w 0c tc = 2αE *I 0c / x c =对钢梁下翼缘的组合截面弹性抵抗矩 w 0b = I 0 / (H-x) =组合梁计算截面特征计算钢梁面积 A =b*t + h*s +B*T =钢梁中和轴至钢梁顶面的距离为 y t = [0.5b*t 2 + h*s*(0.5h + t) + B*T*(t+h+0.5T)] / A =钢梁截面特征计算:钢梁截面惯性矩 I= (b*t 3+ s*h 3+ B*T 3) / 12 + b*t*(yt-0.5t)2+ s*h*(y t -0.5h-t)2 + B*T*(0.5T+h+t-y t )2 =钢梁中和轴至钢梁顶面的距离为 y b = h + t + T - y t =钢梁上翼缘的弹性抵抗矩 W 1 = I / y t =混凝土板顶面至钢梁截面中和轴的距离 y = h d + h t +y t =对混凝土板顶面的组合截面弹性抵抗矩 w 0c t = αE *I 0 / x=混凝土板计算宽度b e =钢梁上翼缘的弹性抵抗矩 W 2 = I / y b =组合截面特征计算:钢与混凝土弹性模量比αE =混凝土板截面面积A c = b e * h d =换算成钢截面的组合截面面积A 0=A c /αE +A =自重标准值 g 1k :对混凝土板底面的组合截面弹性抵抗矩 w 0c bc =2αE *I 0c / (x c - h d ) =对钢梁上翼缘的组合截面弹性抵抗矩 w 0tc = I 0c / (d-x c ) =对钢梁下翼缘的组合截面弹性抵抗矩 w 0bc = I 0c / (H-x c ) =钢梁上翼缘应力 M / r x *W 1 =钢梁下翼缘应力 M / r x *W 2 =钢梁剪应力τ1max = v 1*s 1/I*t w =△=5*g*l 4/(384*E*I)=10.8mm < L/400 =15mm PASS!三使用阶段的验算1弯矩及剪力找平层重: 1.9kN/m 活荷载:15.6kN/m (活荷载:6kn/m 2)78.84kN.m 52.56kN22.1-2.28N/mm 2<10N/mm 2PASS!-0.33N/mm2<10N/mm2PASS!-87.74N/mm 2<215N/mm 2PASS!130.39N/mm2<215N/mm2PASS!2.2-2.24N/mm 2<10N/mm 2PASS!-0.37N/mm 2<10N/mm 2PASS!-88.23N/mm 2<215N/mm 2PASS!130.69N/mm 2<215N/mm 2PASS!2.3(略)2.4(略)3钢梁的剪应力147000mm 31105812mm 319.35N/mm 2<125N/mm 2PASS!4组合梁的挠度3.46mm < L/400 =15mm PASS!△=5q k l 4/384EI o +5g k l 4/384EI o c =组合梁中由于混凝土收缩引起的内力钢梁腹板顶面处对钢梁中和轴的面积矩S 1=钢梁腹板顶面以外的砼及钢梁上翼缘对组合截面中和轴的面积矩S o =τ=V 1S 1/It w +V 2S o /I o T w =两个受力阶段的荷载对组合梁的钢梁产生的剪应力使用阶段弯矩设计值M 使用阶段剪力设计值V 考虑混凝土徐变在垂直荷载作用下的正应力混凝土板顶面应力:σ0c tc =-(M 2g /W 0c tc +M 2q /W 0c t )=组合梁的抗弯强度在垂直荷载作用下的正应力混凝土板顶面应力σ0c t =-M/W 0c t =混凝土板底面应力σ0c b =-M/W 0c b =钢梁上翼缘应力σ0t= -M 1/W 1+M 2/W 0t=钢梁下翼缘应力σ0b= -M 1/W 2+M 2/W 0b=σ0bc = -M 1/W 2+(M 2g /W 0bc +M 2q /W 0b )=钢梁下翼缘应力温度差产生的应力σ0c bc =-(M 2g /W 0c bc +M 2q /W 0c b )=混凝土板底面应力:钢梁上翼缘应力σ0tc = -M 1/W 1+(M 2g /W 0tc +M 2q /W 0t )=。
一.1b=100t=10h=230s=6B=200T=104380mm2152mm98mm 4.6E+07mm 4302773mm 3469607mm 32混凝土等级C208.08板厚h d100梁跨度6000梁左相邻净距1800梁右相邻净距1800板托顶宽b 0300板托高度h t150b 1 =600b 2 =6001500mm150000mm 222944.4mm 2402mm混凝土板顶面至组合截面中和轴的距离 x= [b e *h d 2/(2*αE )+A*y]/A 0 =117mm混凝土截面惯性矩 I c = b e *h d 3/12=1.3E+08mm4换算成钢截面的组合截面惯性矩 I 0 = I c /αE + A c *(x-0.5h d )2/αE + I + A(y-x)2 =5E+08mm 43.5E+07mm 42.4E+08mm 43763855mm 41307031mm 4313662.2mm 2混凝土板顶面至组合截面中和轴的距离x c = [b e *h d 2/(4*αE )+A*y]/A 0c=162mm4.2E+08mm 44.2E+07mm 41.1E+08mm 44800913mm 41249942mm 4二施工阶段的验算1弯矩和剪力钢梁自重:0.41kN/m 板自重: 6.00kN/m 2000mm)板托重:0.90kN/m 6.09kN/m 自重标准值 g 1:7.31kN/m施工荷载: 2.80kN/m 施工阶段弯矩设计值M 45.51kN.m (梁跨度:6000mm)施工阶段剪力设计值V 30.34kN2钢梁抗弯强度设计143.14N/mm 2<215N/mm 2PASS!92.29N/mm2<215N/mm2PASS!3钢梁剪应力计算面积矩 S=207492mm 322.80N/mm 2<125N/mm 2PASS!4挠度计算自重标准值 g 1k :对混凝土板底面的组合截面弹性抵抗矩 w 0c bc =2αE *I 0c / (x c - h d ) =对钢梁上翼缘的组合截面弹性抵抗矩 w 0tc = I 0c / (d-x c ) =对钢梁下翼缘的组合截面弹性抵抗矩 w 0bc = I 0c / (H-x c ) =钢梁上翼缘的弹性抵抗矩 W 1 = I / y t =混凝土板顶面至钢梁截面中和轴的距离 y = h d + h t +y t =对混凝土板顶面的组合截面弹性抵抗矩 w 0c t = αE *I 0 / x=混凝土板计算宽度b e =钢梁上翼缘的弹性抵抗矩 W 2 = I / y b =组合截面特征计算:钢与混凝土弹性模量比αE =组合梁计算截面特征计算钢梁面积 A =b*t + h*s +B*T =钢梁中和轴至钢梁顶面的距离为 y t = [0.5b*t 2 + h*s*(0.5h + t) + B*T*(t+h+0.5T)] / A =钢梁截面特征计算:钢梁截面惯性矩 I= (b*t 3+ s*h 3+ B*T 3) / 12 + b*t*(yt-0.5t)2+ s*h*(y t -0.5h-t)2 + B*T*(0.5T+h+t-y t )2 =钢梁中和轴至钢梁顶面的距离为 y b = h + t + T - y t =钢梁上翼缘应力 M / r x *W 1 =钢梁下翼缘应力 M / r x *W 2 =钢梁剪应力τ1max = v 1*s 1/I*t w =混凝土板截面面积A c = b e * h d =换算成钢截面的组合截面面积A 0=A c /αE +A =对混凝土板底面的组合截面弹性抵抗矩 w 0c b =αE *I 0 / (x - h d ) =对钢梁上翼缘的组合截面弹性抵抗矩 w 0t = I 0 / (d-x) =对混凝土板顶面的组合截面弹性抵抗矩 w 0c tc = 2αE *I 0c / x c =对钢梁下翼缘的组合截面弹性抵抗矩 w 0b = I 0 / (H-x) =考虑混凝土徐变的组合截面特征计算换算成钢截面的组合截面面积 A 0c = A c / 2αE + A =换算成钢截面的组合截面惯性矩 I 0c = I c /(2*αE ) + A c *(x c -0.5h d )2/(2*αE) + I + A(y-x c )2 =(平台梁间距:△=5*g*l 4/(384*E*I)=10.8mm < L/400 =15mm PASS!三使用阶段的验算1弯矩及剪力找平层重: 1.9kN/m 活荷载:15.6kN/m (活荷载:6kn/m 2)78.84kN.m 52.56kN22.1-2.28N/mm 2<10N/mm 2PASS!-0.33N/mm2<10N/mm2PASS!-87.74N/mm 2<215N/mm 2PASS!130.39N/mm2<215N/mm2PASS!2.2-2.24N/mm 2<10N/mm 2PASS!-0.37N/mm 2<10N/mm 2PASS!-88.23N/mm 2<215N/mm 2PASS!130.69N/mm 2<215N/mm 2PASS!2.3(略)2.4(略)3钢梁的剪应力147000mm 31105812mm 319.35N/mm 2<125N/mm 2PASS!4组合梁的挠度3.46mm < L/400 =15mm PASS!σ0bc = -M 1/W 2+(M 2g /W 0bc +M 2q /W 0b )=钢梁下翼缘应力温度差产生的应力σ0c bc =-(M 2g /W 0c bc +M 2q /W 0c b )=混凝土板底面应力:钢梁上翼缘应力σ0tc = -M 1/W 1+(M 2g /W 0tc +M 2q /W 0t )=考虑混凝土徐变在垂直荷载作用下的正应力混凝土板顶面应力:σ0c tc =-(M 2g /W 0c tc +M 2q /W 0c t )=组合梁的抗弯强度在垂直荷载作用下的正应力混凝土板顶面应力σ0c t =-M/W 0c t =混凝土板底面应力σ0c b =-M/W 0c b =钢梁上翼缘应力σ0t= -M 1/W 1+M 2/W 0t=钢梁下翼缘应力σ0b= -M 1/W 2+M 2/W 0b=使用阶段弯矩设计值M 使用阶段剪力设计值V τ=V 1S 1/It w +V 2S o /I o T w =两个受力阶段的荷载对组合梁的钢梁产生的剪应力△=5q k l 4/384EI o +5g k l 4/384EI o c =组合梁中由于混凝土收缩引起的内力钢梁腹板顶面处对钢梁中和轴的面积矩S 1=钢梁腹板顶面以外的砼及钢梁上翼缘对组合截面中和轴的面积矩S o =。
excel计算大全-钢结构计算表格-简支钢梁计算简支钢梁计算基本数据输入:梁跨度: l=9000mm梁间距a=2400mm钢材:Q 345f =315N/mm 2fv =185N/mm 2 上翼缘:b 1=400mm t 1=14mm 下翼缘:b 2=300mm t 2=12mm 腹板:h w =574mm t w =8mm即: 断面BH 600x8x400x14x300x12截面特性计算:钢梁截面:A 0=13792mm 2 重量108.3kg/m 钢梁中和轴的位置:y 0=342mm钢梁对X轴截面惯性矩:I z =8.94E+08mm 4 钢梁上翼缘的弹性抵抗矩:W 1x = 3.46E+06mm 3 钢梁下翼缘的弹性抵抗矩:W 2x = 2.61E+06mm 3钢梁对Y轴截面惯性矩:I y = 1.02E+08mm 4i y =85.9 mm y =104.8上翼缘对Y 轴的惯性矩:I 1=7.47E+07mm 4 下翼缘对Y 轴的惯性矩:I 2= 2.70E+07mm 40.73 截面不对称影响系数:0.380.53 工字形截面简支梁的系数0.76 梁的整体稳定系数:0.74 修正后:0.672.截面验算:(1)弯矩及剪力的计算:=+=211I I I b α=-=)12(8.0b b αη=bβ==hb t l 111ξ=bφ='bφλ钢梁自重: 1.30KN/m恒载: 4.00KN/m2=10.90KN/mg1k活载:q c= 3.0KN/m2p k=18.10KN/m p=23.16KN/m 弯矩:M=234.49KN·m 剪力:V=104.22KN(2)钢梁的强度、稳定和挠度的验算:梁的整体稳定应力:σ=101.01N/mm2钢梁上翼缘应力:σ1=67.70N/mm2钢梁下翼缘应力:σ2=89.68N/mm2钢梁剪应力:τ=22.70N/mm2挠度:w=8.4mmw/l=1/1072。
钢结构计算书EXCEL(二)引言概述:材料力学性质:1.弹性模量和屈服强度:材料的弹性模量和屈服强度是进行钢结构计算的重要参数。
计算书EXCEL(二)可以通过输入材料的弹性模量和屈服强度来帮助工程师进行相关计算。
2.断面性质:钢结构计算书EXCEL(二)还提供了一些常见截面形状的相关计算,如I型梁和H型柱的截面性质计算。
包括截面面积、惯性矩和扭转常数等。
加载计算:1.垂直荷载计算:计算书EXCEL(二)可根据输入的楼层布局和荷载信息,进行垂直荷载计算。
该计算包括自重、楼层活动荷载等。
2.水平荷载计算:钢结构通常需要考虑水平荷载,如地震荷载和风荷载。
计算书EXCEL(二)可以帮助工程师进行水平荷载的计算和分析。
构件计算:1.梁的计算:计算书EXCEL(二)提供了梁的相关计算功能,包括受弯构件和剪力构件的计算。
工程师可以输入梁的几何参数和荷载信息,进行梁的弯曲和剪切力的计算。
2.柱的计算:钢结构计算书EXCEL(二)还包括柱的计算功能。
通过输入柱的几何参数和荷载信息,可以计算出柱的弯曲和压力。
连接件计算:1.焊缝计算:在钢结构中,焊缝是连接构件的重要部分。
计算书EXCEL(二)可以帮助工程师进行焊缝的计算,包括焊缝的强度计算和焊缝的尺寸设计。
2.螺栓连接计算:除了焊缝,螺栓连接也是常见的连接方式。
钢结构计算书EXCEL(二)提供了螺栓连接的计算功能,包括螺栓的强度计算和螺栓的数量设计。
计算结果分析:通过计算书EXCEL(二)进行钢结构计算后,工程师可以得到一系列计算结果。
这些结果包括构件的受力状态、应力分布等。
计算书EXCEL(二)还提供了一些可视化工具,如图表和图形,帮助工程师更直观地分析计算结果。
总结:钢结构计算书EXCEL(二)是一个专门设计的电子表格工具,用于辅助工程师进行钢结构计算。
本文从材料力学性质、加载计算、构件计算、连接件计算以及计算结果分析等五个大点进行了详细阐述。
该计算书的使用可以提高计算的准确性和效率,为钢结构的设计与分析提供有力支持。
组 合 梁 计 算基本数据输入:组合梁跨度: l=6000mm 梁间距a=2000组合梁截面总高:h=500mm 砼等级:C 20f c=10N/mm 2E c = 2.55E+04楼承板型号:YX76 楼承板特性:h c1=100mm h c 2=150mm h c =250b 0=300mm S 0=1700mm1.截面特性计算:(1)钢梁BH 250x200x6x10钢材:Q 345 下翼缘:b 1=200mm t 1=10mm 上翼缘:b 2=100mm t 2=10mm 腹 板:h w =230mmt w =6mm 钢梁截面:A s=4380mm 2 重量34.4钢梁中和轴的位置:y s =98mm钢梁截面惯性矩:I s = 4.60E+07mm 4 钢梁上翼缘的弹性抵抗矩:W s2= 3.02E+05mm 3 钢梁下翼缘的弹性抵抗矩:W s1= 4.72E+05mm 3(2)组合梁钢与砼弹性模量比:αE =8.08 钢筋砼翼缘板计算宽度:b e =l /6+l /6+b 0=2300mm b e =S 0/2+S 0/2+b 0=2000mm b e =6h c1+6h c1+b 0=1500mm 取b e =1500mmb e,eq =185.7mm钢筋砼翼缘板的截面面积:A ce =150000mm 2换算成钢截面的组合梁截面面积:A 0=22948mm 2钢梁至组合梁截面中和轴的距离:y x =383mm钢筋砼翼缘板的截面惯性矩:I ce = 1.25E+08mm 4组合梁换算成钢截面时的惯性矩:I 0== 5.02E+08mm4组合梁换算截面中的钢筋砼板顶边(点4)的截面抵抗矩:W 04= 4.28E+06mm 3组合梁换算截面中的钢筋砼板顶边(点3)的截面抵抗矩:W 03= 2.91E+07mm 3组合梁换算截面中的钢筋砼板顶边(点2)的截面抵抗矩:W 02= 3.78E+06mm 3组合梁换算截面中的钢筋砼板顶边(点1)的截面抵抗矩:W 01= 1.31E+06mm 3(3)考虑砼的徐变影响时,组合梁的截面特性换算钢截面组合梁的面积:A '0=13664mm 2 钢筋砼翼板顶面至组合截面中和轴的距离:y 'x =337mm换算钢截面组合梁的惯性矩:I '0= 4.23E+08mm 4组合梁换算截面中的钢筋砼板顶边(点4)的截面抵抗矩:W '04= 2.60E+06mm 3组合梁换算截面中的钢筋砼板顶边(点3)的截面抵抗矩:W '03= 6.72E+06mm 3组合梁换算截面中的钢筋砼板顶边(点2)的截面抵抗矩:W '02= 4.86E+06mm 3组合梁换算截面中的钢筋砼板顶边(点1)的截面抵抗矩:W '01= 1.26E+06mm 3p 2k =4863659.94KN/m p 2=########KN/m 弯矩:M 1=########KN ·m剪力:V 1=########KN(2)钢梁的强度、稳定和挠度的验算: 钢梁上翼缘应力:σ1=#######N/mm 2 钢梁下翼缘应力:σ2=#######N/mm2221)()5.0(s x s s c x EceE cey y A I h y h A I -++--+αα钢梁剪应力:τ=#######N/mm2挠度:w=#######mmw/l=1/0。
一.1b=100t=10h=230s=6B=200T=104380mm 2152mm 98mm4.6E+07mm 4302773mm 3469607mm 32混凝土等级C208.08板厚h d 100梁跨度6000梁左相邻净距1800梁右相邻净距1800板托顶宽b 0300板托高度h t150b 1 =600b 2 =6001500mm150000mm 222944.4mm 2402mm混凝土板顶面至组合截面中和轴的距离 x= [b e *h d 2/(2*αE )+A*y]/A 0 =117mm混凝土截面惯性矩 I c = b e *h d 3/12=1.3E+08mm 4换算成钢截面的组合截面惯性矩 I 0 = I c /αE + A c *(x-0.5h d )2/αE + I + A(y-x)2 =5E+08mm 43.5E+07mm 42.4E+08mm 43763855mm 41307031mm 4313662.2mm 2混凝土板顶面至组合截面中和轴的距离x c = [b e *h d 2/(4*αE )+A*y]/A 0c =162mm4.2E+08mm 44.2E+07mm 41.1E+08mm 44800913mm 41249942mm 4二施工阶段的验算1弯矩和剪力钢梁自重:0.41kN/m板自重: 6.00kN/m 2000mm)板托重:0.90kN/m6.09kN/m 自重标准值 g 1:7.31kN/m施工荷载: 2.80kN/m施工阶段弯矩设计值M 45.51kN.m (梁跨度:6000mm)施工阶段剪力设计值V 30.34kN2钢梁抗弯强度设计143.14N/mm 2<215N/mm 2PASS!92.29N/mm 2<215N/mm 2PASS!3钢梁剪应力计算面积矩 S=207492mm 322.80N/mm 2<125N/mm 2PASS!4挠度计算考虑混凝土徐变的组合截面特征计算换算成钢截面的组合截面面积 A 0c = A c / 2αE + A =换算成钢截面的组合截面惯性矩 I 0c = I c /(2*αE ) + A c *(x c -0.5h d )2/(2*αE) + I + A(y-x c )2 =(平台梁间距:钢梁剪应力τ1max = v 1*s 1/I*t w =混凝土板截面面积A c = b e * h d =换算成钢截面的组合截面面积A 0=A c /αE +A =对混凝土板底面的组合截面弹性抵抗矩 w 0c b =αE *I 0 / (x - h d ) =对钢梁上翼缘的组合截面弹性抵抗矩 w 0t = I 0 / (d-x) =对混凝土板顶面的组合截面弹性抵抗矩 w 0c tc = 2αE *I 0c / x c =对钢梁下翼缘的组合截面弹性抵抗矩 w 0b = I 0 / (H-x) =组合梁计算截面特征计算钢梁面积 A =b*t + h*s +B*T =钢梁中和轴至钢梁顶面的距离为 y t = [0.5b*t 2 + h*s*(0.5h + t) + B*T*(t+h+0.5T)] / A =钢梁截面特征计算:钢梁中和轴至钢梁顶面的距离为 y b = h + t + T - y t =钢梁截面惯性矩 I= (b*t 3 + s*h 3 + B*T 3) / 12 + b*t*(yt-0.5t)2 + s*h*(y t -0.5h-t)2 + B*T*(0.5T+h+t-y t )2 =钢梁上翼缘的弹性抵抗矩 W 1 = I / y t =混凝土板顶面至钢梁截面中和轴的距离 y = h d + h t +y t =对混凝土板顶面的组合截面弹性抵抗矩 w 0c t = αE *I 0 / x=混凝土板计算宽度b e =钢梁上翼缘的弹性抵抗矩 W 2 = I / y b =组合截面特征计算:钢与混凝土弹性模量比αE =自重标准值 g 1k :对混凝土板底面的组合截面弹性抵抗矩 w 0c bc =2αE *I 0c / (x c - h d ) =对钢梁上翼缘的组合截面弹性抵抗矩 w 0tc = I 0c / (d-x c ) =对钢梁下翼缘的组合截面弹性抵抗矩 w 0bc = I 0c / (H-x c ) =钢梁上翼缘应力 M / r x *W 1 =钢梁下翼缘应力 M / r x *W 2=△=5*g*l 4/(384*E*I)=10.8mm < L/400 =15mm PASS!三使用阶段的验算1弯矩及剪力找平层重: 1.9kN/m活荷载:15.6kN/m (活荷载:6kn/m 2)78.84kN.m52.56kN22.1-2.28N/mm 2<10N/mm 2PASS!-0.33N/mm 2<10N/mm 2PASS!-87.74N/mm 2<215N/mm 2PASS!130.39N/mm 2<215N/mm 2PASS!2.2-2.24N/mm 2<10N/mm 2PASS!-0.37N/mm 2<10N/mm 2PASS!-88.23N/mm 2<215N/mm 2PASS!130.69N/mm 2<215N/mm 2PASS!2.3(略)2.4(略)3钢梁的剪应力147000mm 31105812mm 319.35N/mm 2<125N/mm 2PASS!4组合梁的挠度3.46mm < L/400 =15mm PASS!τ=V 1S 1/It w +V 2S o /I o T w =两个受力阶段的荷载对组合梁的钢梁产生的剪应力△=5q k l 4/384EI o +5g k l 4/384EI o c =组合梁中由于混凝土收缩引起的内力钢梁腹板顶面处对钢梁中和轴的面积矩S 1=钢梁腹板顶面以外的砼及钢梁上翼缘对组合截面中和轴的面积矩S o =使用阶段弯矩设计值M 使用阶段剪力设计值V 组合梁的抗弯强度在垂直荷载作用下的正应力考虑混凝土徐变在垂直荷载作用下的正应力混凝土板顶面应力:σ0c tc =-(M 2g /W 0c tc +M 2q /W 0c t )=混凝土板顶面应力σ0c t =-M/W 0c t =混凝土板底面应力σ0c b =-M/W 0c b =钢梁上翼缘应力σ0t = -M 1/W 1+M 2/W 0t =钢梁下翼缘应力σ0b = -M 1/W 2+M 2/W 0b =σ0bc = -M 1/W 2+(M 2g /W 0bc +M 2q /W 0b )=钢梁下翼缘应力温度差产生的应力σ0c bc =-(M 2g /W 0c bc +M 2q /W 0c b )=混凝土板底面应力:钢梁上翼缘应力σ0tc = -M 1/W 1+(M 2g /W 0tc +M 2q /W 0t )=。
excel计算大全-钢结构计算表格-简支钢梁计算简支钢梁计算基本数据输入:梁跨度: l=9000mm梁间距a=2400mm钢材:Q 345f =315N/mm 2fv =185N/mm 2 上翼缘:b 1=400mm t 1=14mm 下翼缘:b 2=300mm t 2=12mm 腹板:h w =574mm t w =8mm即: 断面BH 600x8x400x14x300x12截面特性计算:钢梁截面:A 0=13792mm 2 重量108.3kg/m 钢梁中和轴的位置:y 0=342mm钢梁对X轴截面惯性矩:I z =8.94E+08mm 4 钢梁上翼缘的弹性抵抗矩:W 1x = 3.46E+06mm 3 钢梁下翼缘的弹性抵抗矩:W 2x = 2.61E+06mm 3钢梁对Y轴截面惯性矩:I y = 1.02E+08mm 4i y =85.9 mm y =104.8上翼缘对Y 轴的惯性矩:I 1=7.47E+07mm 4 下翼缘对Y 轴的惯性矩:I 2= 2.70E+07mm 40.73 截面不对称影响系数:0.380.53 工字形截面简支梁的系数0.76 梁的整体稳定系数:0.74 修正后:0.672.截面验算:(1)弯矩及剪力的计算:=+=211I I I b α=-=)12(8.0b b αη=bβ==hb t l 111ξ=bφ='bφλ钢梁自重: 1.30KN/m恒载: 4.00KN/m2=10.90KN/mg1k活载:q c= 3.0KN/m2p k=18.10KN/m p=23.16KN/m 弯矩:M=234.49KN·m 剪力:V=104.22KN(2)钢梁的强度、稳定和挠度的验算:梁的整体稳定应力:σ=101.01N/mm2钢梁上翼缘应力:σ1=67.70N/mm2钢梁下翼缘应力:σ2=89.68N/mm2钢梁剪应力:τ=22.70N/mm2挠度:w=8.4mmw/l=1/1072。
大型钢结构面积计算之我见
李美琼
在目前的石油、化工基建项目中,用H型钢等大型钢结构作设备和管道支架非常普遍,H型钢等大型钢结构用量很大。
用大型钢结构作支架与原来的钢筋混凝土支架相比,多了除锈、刷油、防火费用,这三项费用的计算都是以面积为单位。
由于大型钢结构形状不规则,规格多样,展开面积的计算较复杂,而除锈、刷油、防火等费用的平方米造价高,面积计算准确与否对投资影响大。
一、现状
目前执行的《全国统一安装工程预算定额》、地方颁布的《建筑工程预算定额》中都没有大型钢结构面积的计算规则,无法直接套用。
只有《石油化工行业安装工程预算定额》(以下简称“行业定额”)第九册《刷油、绝热、防腐蚀工程》中有,钢结构面积计算规则:梯子、平台、栏杆防腐面积按每100kg为5.8m2;大型H型钢结构(300×300×6×12)规格以上的防腐面积按每100kg为2.0m2;除上述以外结构的防腐按每100kg为3.8m2计取。
二、按行业定额规则计算与按实计算面积差异较大
在工程审核中发现按行业定额规则计算出的面积与按实计算出的面积差异较大,如在SBS沥青改造项目中,刷防火涂料的大型钢结构按石油化工行业定额计算规则计算为380m2,按实展开计算为300m2。
在七万吨硫磺回收装置改造项目中,刷防火涂料的大型钢结构按石油化工行业定额计算规则计算的面积为3638m2,按实统计长度后展开计算面积为2285m2,面积相差1353m2,工程费用相差36万元。
三、产生差异的原因
行业定额计算规则中计算大型钢结构面积的数据除梯子平台外只有2个,比较粗犷。
而装置中型钢的规格型号很多,以曾审核过的七万吨硫磺回收装置为例,仅H型钢就有7种,厚度从12毫米~19毫米,还有槽钢、工字钢、角钢等,同样一吨重的钢材因厚度不同表面积相差很大。
大型钢结构的面积按施工图计算长度,根据组成结构的各种材料的外形尺寸汇总出每种规格的总长度,再按实展开计算出的结果是比较准确的,但这种方法极为繁杂且易出错,下面介绍一种较简单、且准确的计算大型钢结构面积的方法。
四、方法介绍
型钢的制作、安装工作量已根据设计施工图计算好,各种规格的材料总重量已计算出,理论重量销售商在材料供应时都已提供,运用大型钢结构的总重量及理论重量已知的条件,根据长度×理论重量=重量倒推长度,在Excel表中用重量/理论重量就计算出长度,再用长度乘以展开周长就得出展开面积。
五、具体计算方法
(1)设计表格:在Excel表中第一行是项目名称,第一列是型钢规格,在型钢规格下面依次填上要计算面积的具体型钢如H300×3000×6×15、H250×250×9×14等,第二列是型钢的重量(吨),第三列是型钢的理论重量(kg/m),第四列是型钢的长度,第五列是型钢的展开周长,第六列是型钢的展开面积,演示如下。
(2)计算:在“重量”下的行里填上相应型钢的已知重量,在“理论重量”下面的行里填上相应型钢的理论重量,在第一种型钢的长度栏中点击鼠标,再点
击Excel表上面的“=”,弹出计算框,编辑好第一种材料的长度计算公式,长度=重量×1000/理论重量,按“Enter”键,得出第一种型钢的长度计算结果,用鼠标点击此栏,在右下脚出现“+”时,拖动鼠标往下拉或双击,整列型钢的长度就计算好了。
在第五列型钢的“展开周长”栏下填上型钢对应的展开周长,在第六列“展开面积”下面第一栏里点击鼠标,再点击Excel表上面的“=”,弹出计算框,编辑好第一种材料面积公式=展开周长×长度,按“Enter”键,得出第一种型钢的面积,用鼠标点击此栏,在右下脚出现“+”时,拖动鼠标往下拉或双击,整列型钢的面积就计算好了,还可以自动汇总求和。
型钢的展开周长可以事先在Excel 表里计算好,展开周长=[B×2+(H-tp×2)+tp×4+(B-tv)×2]/1000,用上面拖动或双击的方法就可以计算出整列型钢的周长。
下面以硫磺回收装置的H型钢为例,演示周长的计算。
如下表:
六、方法验证
为了验证用重量倒算长度计算面积的准确性,下面以硫磺回收装置所用的H 型钢为例,根据施工图统计各种型号的型钢长度,汇总出每一类钢结构的总长度后计算出实际面积为1919 m2,与用重量倒推法计算出的面积是2140 m2,按行业定额计算规则计算出的面积是3477m2,计算如下表,从表中可以看出,由重量倒推法计算出的结果与按实计算出的结果相近,按行业定额计算规则计算出的结果相差很大,表明重量倒算是可行的,准确性较高。
工程项目结算中用此方法可节约大量的投资。
七、方法的特点
Excel表具有直观简便、计算功能强大的特点,而且广大工程编制及审核人员普遍熟悉Excel表的用法。
利用制作、安装工作量计算结果,减少重复计算,重量/理论重量计算非常简单,易学易用,计算结果比较准确。
如发现有错,只要将正确数据输入,结果即自动生成,修改容易。
展开周长和展开面积的计算表格都可以另存为Excel模板类型文件,以后的项目可以重复使用。