钢结构格构式柱的结构设计计算 张涛

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。

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。

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!。

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。