钢结构计算公式-大全

1 钢结构计算公式汇总

第一章：钢结构连接计算公式总汇

一．焊接连接

1．对接焊缝连接

（1） 钢板

or

wvwwtwwwcwtwftlVftlNtlMfftlN5.16,/2

（2） 工字形钢

wteqwvwwwtwwvwwwtwwfftIVSfIhMftIVSfANWM1.1322121011010

2．角焊缝连接

（1） 侧焊缝 (N)

wfwffflhN)7.0/(

（2） 端焊缝 (N)

wfwfffflhN)7.0/(

（3） 斜焊缝 (Nx, Ny)

3/sin1/1)7.0/(2fwfwfffflhN

（4） 围焊缝（N）

wfwfffflhN)7.0/(

（5） 角钢围焊缝 (N)

)7.02/(2/)7.02/(2/23221311wfffwfwfffwffNkbhlhfNkbhlh

2 or

)7.02/(2/)7.02/(2/231311wfffwfffwffNkbhfNkbhlh

（6） 角焊缝（M, N, V）

fAMfAzIMy/

fBMfBzIMy/

fCMfCzIMy/

fDMfDzIMy/

fwVfwyfNfzAVAN//

wfVfwyfMCDzNfzwfVfwyfMfCzNfzwffMfBzNfzwffMfAzNfzffff222222/)(/)(/)(/)(

（7） 角焊缝 (Fx, Fy, T)

wffFfyTfAyFfxTfAxfyFfyfxFfxfpATfAyfpATfAxfAFAFITxITyyxyx222/)()(////

二．螺栓连接

1．普通螺栓连接

（1） 抗剪螺栓

7.0)150/(1.1),min()4/(01min2dlNNNftdNfdnNbcbvbvbcbcbvvbv

A) 螺栓群 (N)

3 ftdnbNANNNnnbv)/(//01min

B) 螺栓群（Fx,Fy,T）

min222222)()()/()/(//bvTixFixTiyFiyiiiiTixiiiTiyxFixyFiyNNNNNNyxTyNyxTxNnFNnFNxyxy

（2） 抗拉螺栓

btebtfdN)4/(2

A) 螺栓群（N）

btNNn/

B) 螺栓群 (M)

btiNyyMN)/(211

C) 螺栓群 (M+N)

0////2minmin2maxmaxibtiyNeynNNNyNeynNN

if Nmin<0 then

btiNyyeNN211/

（3） 同时抗拉剪螺栓

bcvbttbvvNNNNNN1)/()/(22

2．高强螺栓连接

（1） 摩擦型高强度螺栓

净截面验算

fAnnNANfANnn/)/5.01(//1

A) 抗剪

bvfbvNNnPnN/9.0

B) 抗拉

4 (N) btbtNNnPN/8.0

(M) btiNyMyN211/

(M+N) btiNyMynNN21max//

C) 同时抗拉剪

(Nx+Ny)

1////bttbvvxtyvNNNNnNNnNN

(M+N)

1////1211bttbvvitvNNNNyMyNnVN

Or

1//00//1bttbvvtitinititvNNNNNthenNifnNNnVN

（2） 承压型高强度螺栓

净截面

ftdnbNANn])/[(/01

A) 抗剪

min21min221/),,min(9.03.1)4/(bvbcbvbvbvbcbcvbvbvvbvNNnNNNNftdNPnNfdnN

B) 抗拉

N） btbtNNnPN/8.0

M+N) btiNnNyMyN//21max

C) 同时抗拉剪

5 （M+N+V）

3.1////3.1//2.1/1)()(///11212211bttbvvnititvbttbvvbcvbttbvvitvNNNNnNNnVNorNNNNNNNNNNnNyMyNnVN

6 2-5 钢结构计算

2-5-1 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

7 钢材 抗拉、抗压和抗弯f 抗剪

fv 端面承压（刨平顶紧）

fce 牌号 厚度或直径（mm）

Q235钢 ≤16 215 125

325 ＞16~40 205 120

＞40~60 200 115

＞60~100 190

110

Q345钢 ≤16 310 180

400 ＞16~35 295 170

＞35~50 265 155

＞50~100 250 145

Q390钢 ≤16 350 205

415 ＞16~35 335 190

＞35~50 315 180

＞50~100 295 170

Q420钢 ≤16 380 220

440 ＞16~35 360 210

＞35~50 340 195

＞50~100 325 185

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

钢号 抗拉、抗压和抗弯

f 抗剪

fv 端面承压（刨平顶紧）

fce

ZG200-400 155 90 260

ZG230-450 180 105 290

ZG270-500 210 120 325

ZG310-570 240 140 370

焊缝的强度设计值（N/mm2） 表2-79

焊接方法和焊条型号 构件钢材 对接焊缝 角焊缝

牌号 厚度或直径

（mm） 抗压

fcw 焊缝质量为下列等级时，抗拉ftw 抗剪 抗拉、抗压和抗剪

一级、二级 三级 fvw ffw

自动焊、半自动焊和E43型焊条的手工焊 Q235钢 ≤16 215 215 185 125

160 ＞16~40 205 205 175 120

＞40~60 200 200 170 115

＞60~100 190 190 160 110

自动焊、半自动焊和E50型焊条的手工焊 Q345钢 ≤16 310 310 265 180

200 ＞16~35 295 295 250 170

＞35~50 265 265 225 155

＞50~100 250 250 210 145

自动焊、半自动焊和E55型焊条的手工焊 Q390钢 ≤16 350 350 300 205

220 ＞16~35 335 335 285 190

＞35~50 315 315 270 180

＞50~100 295 295 250 180

自动焊、半自动焊和E55型焊条的手工焊 Q420钢 ≤16 380 380 320 220

220 ＞16~35 360 360 305 210

＞35~50 340 340 290 195

＞50~100 325 325 275 185