鋼結(jié)構(gòu)計(jì)算公式（鋼結(jié)構(gòu)計(jì)算用表）
為保證承重結(jié)構(gòu)的承載能力和防止在一定條件下出現(xiàn)脆性破壞，應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)的重要性、荷載特征、結(jié)構(gòu)形式、應(yīng)力狀態(tài)、連接方法、鋼材厚度和工作環(huán)境等因素綜合考慮，選用合適的鋼材牌號(hào)和材性。
承重結(jié)構(gòu)的鋼材宜采用Q235鋼、Q345鋼、Q390鋼和Q420鋼，其質(zhì)量應(yīng)分別符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《碳素結(jié)構(gòu)鋼》GB/T700和《低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼》GB/T 1591的規(guī)定。當(dāng)采用其他牌號(hào)的鋼材時(shí)，尚應(yīng)符合相應(yīng)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定和要求。對(duì)Q235鋼宜選用鎮(zhèn)靜鋼或半鎮(zhèn)靜鋼。
承重結(jié)構(gòu)的鋼材應(yīng)具有抗拉強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率、屈服強(qiáng)度和硫、磷含量的合格保證，對(duì)焊接結(jié)構(gòu)尚應(yīng)具有碳含量的合格保證。
焊接承重結(jié)構(gòu)以及重要的非焊接承重結(jié)構(gòu)的鋼材還應(yīng)具有冷彎試驗(yàn)的合格保證。
對(duì)于需要驗(yàn)算疲勞的焊接結(jié)構(gòu)的鋼材，應(yīng)具有常溫沖擊韌性的合格保證。當(dāng)結(jié)構(gòu)工作溫度等于或低于0℃但高于-20℃時(shí)，Q235鋼和Q345鋼應(yīng)具有0℃C沖擊韌性的合格保證；對(duì)Q390鋼和Q420鋼應(yīng)具有-20℃沖擊韌性的合格保證。當(dāng)結(jié)構(gòu)工作溫度等于或低于-20℃時(shí)，對(duì)Q235鋼和Q345鋼應(yīng)具有-20℃沖擊韌性的合格保證；對(duì)Q390鋼和Q420鋼應(yīng)具有-40℃沖擊韌性的合格保證。
對(duì)于需要驗(yàn)算疲勞的非焊接結(jié)構(gòu)的鋼材亦應(yīng)具有常溫沖擊韌性的合格保證，當(dāng)結(jié)構(gòu)工作溫度等于或低于-20℃時(shí)，對(duì)Q235鋼和Q345鋼應(yīng)具有0℃沖擊韌性的合格保證；對(duì)Q390鋼和Q420鋼應(yīng)具有-20℃沖擊韌性的合格保證。
當(dāng)焊接承重結(jié)構(gòu)為防止鋼材的層狀撕裂而采用Z向鋼時(shí)，其材質(zhì)應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《厚度方向性能鋼板》GB/T 5313的規(guī)定。
鋼材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（材料強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值除以抗力分項(xiàng)系數(shù)），應(yīng)根據(jù)鋼材厚度或直徑按表1采用。鋼鑄件的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值應(yīng)按表2采用。連接的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值應(yīng)按表3~5采用。
1 鋼材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（N/mm2） 表1
2 鋼鑄件的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（N/mm2） 表2
3 焊縫的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（N/mm2） 表3
注： 1．自動(dòng)焊和半自動(dòng)焊所采用的焊絲和焊劑，應(yīng)保證其熔敷金屬的力學(xué)性能不低于現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《碳素鋼埋弧焊用焊劑》GB/T 5293和《低合金鋼埋弧焊用焊劑》GB/T 12470中相關(guān)的規(guī)定； 2．焊縫質(zhì)量等級(jí)應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB 50205的規(guī)定。其中厚度小于8mm鋼材的對(duì)接焊縫，不宜用超聲波探傷確定焊縫質(zhì)量等級(jí)； 3．對(duì)接焊縫抗彎受壓區(qū)強(qiáng)度設(shè)計(jì)值取fcw，抗彎受拉區(qū)強(qiáng)度設(shè)計(jì)值取ftw。
4 螺栓連接的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（N/mm2） 表4
注： 1．A級(jí)螺栓用于d≤24mm和l≤10d或l≤150mm（按較小值）的螺栓；B級(jí)螺栓用于d＞24mm或l＞10d或l＞150mm（按較小值）的螺栓。d為公稱直徑，l為螺桿公稱長(zhǎng)度； 2．A、B級(jí)螺栓孔的精度和孔壁表面粗糙度，C級(jí)螺栓孔的允許偏差和孔壁表面粗糙度，均應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB 50205的要求。
5 鉚釘連接的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（N/mm2） 表5
注： 1．屬于下列情況者為I類孔： 1）在裝配好的構(gòu)件上按設(shè)計(jì)孔徑鉆成的孔； 2）在單個(gè)零件和構(gòu)件上按設(shè)計(jì)孔徑分別用鉆模鉆成的孔； 3）在單個(gè)零件上先鉆成或沖成較小的孔徑，然后在裝配好的構(gòu)件上再擴(kuò)鉆至設(shè)計(jì)孔徑的孔。 2．在單個(gè)零件上一次沖成或不用鉆模鉆成設(shè)計(jì)孔徑的孔屬于II類孔。
計(jì)算下列情況的結(jié)構(gòu)構(gòu)件或連接時(shí)，上述強(qiáng)度設(shè)計(jì)值應(yīng)乘以相應(yīng)的折減系數(shù)：
1．單面連接的單角鋼
1）按軸心受力計(jì)算強(qiáng)度和連接0.85；
2）按軸心受壓計(jì)算穩(wěn)定性
等邊角鋼0.6＋0.0015δ，但不大于1.0：
短邊相連的不等邊角鋼0.5＋0.0025δ，但不大于1.0；
長(zhǎng)邊相連的不等邊角鋼0.70；
幾為長(zhǎng)細(xì)比，對(duì)中間無(wú)連接的單角鋼壓桿，應(yīng)按最小回轉(zhuǎn)半徑計(jì)算，當(dāng)δ＜20時(shí)，取δ＝20；
2．無(wú)墊板的單面施焊對(duì)接焊縫0.85；
3．施工條件較差的高空安裝焊縫和鉚釘連接0.90；
4．沉頭和半沉頭鉚釘連接0.80。
6 鋼材和鋼鑄件的物理性能指標(biāo) 表6
吊車梁、樓蓋梁、屋蓋梁、工作平臺(tái)梁以及墻架構(gòu)件的撓度不宜超過(guò)表7所列的容許值。
7 受彎構(gòu)件撓度允許值 表7
注： 1．l為受彎構(gòu)件的跨度（對(duì)懸臂梁和伸臂梁為懸伸長(zhǎng)度的2倍）。 2．[νT]為全部荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的撓度（如有起拱應(yīng)減去拱度）允許值；[νQ]為可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的撓度允許值。
框架結(jié)構(gòu)的水平位移允許值：在風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用下框架柱頂水平位移和層間相對(duì)位移不宜超過(guò)下列數(shù)值：
1．無(wú)橋式吊車的單層框架的柱頂位移H/150
2．有橋式吊車的單層框架的柱頂位移H/400
3．多層框架的柱頂位移H/500
4．多層框架的層間相對(duì)位移h/400
H為自基礎(chǔ)頂面至柱頂?shù)目偢叨?；h為層高。
注：1．對(duì)室內(nèi)裝修要求較高的民用建筑多層框架結(jié)構(gòu)，層間相對(duì)位移宜適當(dāng)減小。無(wú)墻壁的多層框架結(jié)構(gòu)，層間相對(duì)位移可適當(dāng)放寬。 2．對(duì)輕型框架結(jié)構(gòu)的柱頂水平位移和層間位移均可適當(dāng)放寬。
8 桁架弦桿和單系腹桿的計(jì)算長(zhǎng)度l0 表8
注： 1．l為構(gòu)件的幾何長(zhǎng)度（節(jié)點(diǎn)中心間距離）；l1為桁架弦桿側(cè)向支承點(diǎn)之間的距離。 2．斜平面系指與桁架平面斜交的平面，適用于構(gòu)件截面兩主軸均不在桁架平面內(nèi)的單角鋼腹桿和雙角鋼十字形截面腹桿。 3．無(wú)節(jié)點(diǎn)板的腹桿計(jì)算長(zhǎng)度在任意平面內(nèi)均取其等于幾何長(zhǎng)度（鋼管結(jié)構(gòu)除外）。
9 受拉構(gòu)件的允許長(zhǎng)細(xì)比 表9
注： 1．承受靜力荷載的結(jié)構(gòu)中，可僅計(jì)算受拉構(gòu)件在豎向平面內(nèi)的長(zhǎng)細(xì)比。 2．在直接或間接承受動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)中，單角鋼受拉構(gòu)件長(zhǎng)細(xì)比的計(jì)算方法與表10注2相同。 3．中、重級(jí)工作制吊車桁架下弦桿的長(zhǎng)細(xì)比不宜超過(guò)200。 4．在設(shè)有夾鉗或剛性料耙等硬鉤吊車的廠房中，支撐（表中第2項(xiàng)除外）的長(zhǎng)細(xì)比不宜超過(guò)300。 5．受拉構(gòu)件在永久荷載與風(fēng)荷載組合作用下受壓時(shí)，其長(zhǎng)細(xì)比不宜超過(guò)250。 6．跨度等于或大于60m的桁架，其受拉弦桿和腹桿的長(zhǎng)細(xì)比不宜超過(guò)300（承受靜力荷載或間接承受動(dòng)力荷載）或250（直接承受動(dòng)力荷載）。
10 受壓構(gòu)件的允許長(zhǎng)細(xì)比 表10
注： 1．桁架（包括空間桁架）的受壓腹桿，當(dāng)其內(nèi)力等于或小于承載能力的50%時(shí)，允許長(zhǎng)細(xì)比值可取為200。 2．計(jì)算單角鋼受壓構(gòu)件的長(zhǎng)細(xì)比時(shí)，應(yīng)采用角鋼的最小回轉(zhuǎn)半徑，但在計(jì)算交叉桿件平面外的長(zhǎng)細(xì)比時(shí)，可采用與角鋼肢邊平行軸的回轉(zhuǎn)半徑。 3．跨度等于或大于60m的桁架，其受壓弦桿和端壓桿的允許長(zhǎng)細(xì)比值宜取為100，其他受壓腹桿可取為150（承受靜力荷載或間接承受動(dòng)力荷載）或120（直接承受動(dòng)力荷載）。
11 單層廠房階形柱計(jì)算長(zhǎng)度的折減系數(shù) 表11
摩擦型高強(qiáng)度螺栓中摩擦面抗滑移系數(shù)見(jiàn)表12。一個(gè)高強(qiáng)度螺栓的預(yù)拉力見(jiàn)表13。
12 摩擦面的抗滑移系數(shù)μ 表12
13 一個(gè)高強(qiáng)度螺栓的預(yù)拉力P（kN） 表13
14 螺栓或鉚釘?shù)淖畲蟆⒆钚≡试S距離 表14
注： 1．d0為螺栓或鉚釘?shù)目讖?，t為外層較薄板件的厚度。 2．鋼板邊緣與剛性構(gòu)件（如角鋼、槽鋼等）相連的螺栓或鉚釘?shù)淖畲箝g距，可按中間排的數(shù)值采用。