钢结构的一些计算方法及公式.doc

非原创 1-1 框架柱的截面尺寸确定方法 (1)现浇框架柱的混凝土强度等级，当抗震等级为一级时，不得低于 C30；抗震等级为二至四级及非抗震设计时，不低于 C20，设防烈度 8 度时不宜大于 C70，9 度时不宜大于 C60。 (2)框架柱截面尺寸，可根据柱支承的楼层面积计算由竖向荷载产生 的轴力设计值`N_V`(荷载分项系数可取 1.25)，按下列公式估算柱截 面积`A_O`，然后再确定柱边长。 1)仪有风荷载作用或无地震作用组合时 N=(10.5~1.1)`N_V` (5-15) `A_C`≥`(N)/(F_C)` (5-16) 2) 有水平地震作用组合时 N=Ζ`N_V` (5-17) Ζ 为增大系数,框架结构外柱取 1.3,不等跨内柱取 1.25,等跨内 柱取 1.2;框剪结构外柱取 1.1~1.2,内桩取 1.0.有地震作用组合时柱 所需截面面积为 `A_C`≥`(N)/(Μ_NF_C)` (5-18) 其中`F_C`为混凝土轴心抗压强度设计值,`Μ_N`为柱轴压比限值 当不能满足公式(5-16)、(5-18)时，应增大柱截面或提高混凝土强度 等级。 (3)柱截耐尺寸：非抗震设计时，不宜小于 250MM，抗震设计时， 不宜小于 300MM；圆柱截面直径不宜小于 350MM；柱剪跨比宜大于 2； 柱截面高宽比不宜大于 3。 框架柱剪跨比可按下式计算：Λ=M/(V`H_O`) (5-19) 1 / 34 非原创 式中 Λ——框架柱的剪跨比。反弯点位于柱高中部的框架柱，可取 柱净高与 2 倍柱截面 有效高度之比值； M-柱端截面组合的弯矩计算值，可取上、下端的较大值； V-柱端截面与组台弯矩计算值对应的组合剪力计算值； `H_O`——计算方向上截面有效高度。 (4)柱的剪跨比宜大于 2，以避免产生剪切破坏。在设计中，楼 梯间、设备层等部位难以避免短柱时，除应验算柱的受剪承载力以外， 还应采取措施提高其延性和抗剪能力 (5)框架柱截面尺寸应满足抗剪(即剪压比)要求。矩形截面柱应 符合下列要求；无地震组合时 `Ν_C`≤`0.25Β_CF_CBH_O` (5-20) `Ν_C`≤`(1)/(R_RE)`(0.2)`Β_CF_CBH_O` (5-21) Ν_C`≤`(1)/(R_RE)`(0.15)`Β_CF_CBH_O` (5-22) 式中 `V_C`——框架柱的剪力设计值； `F_C`——混凝土轴心抗压强度设计值； B、`H_O`——柱截面宽度和截面有效高度； `R_RE`----承载力抗震调整系数为 O 85； `Β_C`——当≤C50 时，`Β_C`取 1.0；C80 时，`Β_C`取 0.8； C50～C80 之间时，取其内插值。 如果不满足公式(5-20)至(5-22)时，应增大柱截面或提高混凝 土强度等级。 2 / 34 非原创 (6)高层建筑的框架-剪力墙结构和框架．核心筒结构的框架柱截 面，是由轴压比确定。多、高层建筑的纯框架结构柱截面，在水平地 震作用下或风荷载作用下是由所需位移限值的侧向刚度确定。框架结 构中剪跨比不大于 2 的柱，有的剪压比可能起控制作用. 3 / 34 非原创 1-2 钢结构计算 1-2-1 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