钢结构设计—构件尺寸的简单估算

发布于：2011-11-23 10:25:23 来自：建筑结构/钢结构工程 [复制转发]

钢结构设计—构件尺寸的简单估算

转自先闻数字钢构www.exianwen.com

前些日子完成一些钢结构的设计，HiStruct 结合一些过去的经验和参考书的资料，整理一些简单的构件尺寸估算方法，这样大家可以脱离规范和书本查询各种复杂系数和公式。

1.受弯梁

a.均布荷载的简支梁，梁高h=(3.5-4.0)*(M/f)^0.333，取整，（本文以下N和M内力均为设计值，单位为N-mm），f=200，3.5适用于HM，4.0适用于箱梁，HN和工字钢。这时候简支梁的挠度可以满足1/400；若采用厚板，梁高还可以做到3.0*(M/200)^0.333，不过此时经济性差一点。假如是较大集中力作用时，h增加1.1倍，若采用1/250控时，h减小1.15倍。以上叙述同样适用于悬挑梁估算，但是h可以适当增加50-100mm。

b.连续梁一般承载力控制，梁高计算公式与上面相同，但是f可取300。

c.假如梁需要计算侧向稳定，最好每隔10b设置侧向支撑可避开稳定系数计算。

2.轴压构件

a.对于多层钢结构一般可以令长细比lamda.y=120(235/fy)^0.5试算，此时HM的b约=4*lo/lamda.y；当然如果lamda.x大的话，可以用h=2.5*lo/lamda.x. 一般h可以取1.0-2.0倍的b。

b.由以上数据可以得到稳定系数fi.1。(大家可以自己拟合一下fi的简单计算公式)

c.由稳定承载力计算公式可以得到fi.2约=（5-10）*N/bhf

d.若fi.2<=fi.1，相差并不大，则估计的尺寸一般是可以满足设计和经济性要求的。假如不满足则说明长细比不合适，此时可根据fi.2反算构件尺寸。

e.方管和HN，可用公式b=2.5*lo/lamda.y，圆管d=3.0*lo/lamda。

举个例子（来自教材）：一个柱lo=10m，N=800kN，Q235B

令lamda.y=120，则b=4*10,000/120=330，取350mm设计，继续假设b=h=350mm，那么fi.1=0.44，fi.2=10*800*1000/(350*350*215)=0.30，可见fi.2
3.压弯构件(单向)

a.对于多层钢结构一般可以令长细比lamda.x=80(235/fy)^0.5试算，此时HM可以用h=2.5*lo/lamda.x. 一般h可以取（1/15-1/20）*lo。

b.由以上数据可以得到稳定系数fi.1。(大家可以自己拟合一下fi的简单计算公式)

c.由稳定承载力计算公式可以得到fi.2约=(20*N/h^2+50*beita.x*Mx/h^3)/f

d.若fi.2<=fi.1，相差并不大，则估计的尺寸一般是可以满足设计和经济性要求的。假如不满足则说明长细比不合适，此时可根据fi.2反算构件尺寸。

举个例子（来自教材）：一个柱lo=10m，N=880kN，M=450kN*m（节间集中力作用），Q235B。

令lamda.x=80，则b=2.5*10,000/80=312.5，约1/30*lo，偏小；继续令lamda.x=50，则b=2.5*10,000/50=500，约1/20*lo，暂可行。则fi.1=0.85， fi.2=(20*880*1000/500^2+50*1.0*450*1000000/500^3)/215=250/215=1.16，则fi.2>fi.1，不符合要求，由于N的影响比较小，因此增加h更合适。令h=550mm，约1/18*lo，此时fi.1=0.88，fi.2=0.89，fi.2约=fi.1，可以。实际设计中适当调整b的数值或厚度即可。

4.压弯构件(双向)

双向压弯构件的尺寸估算公式稍微复杂点，这里就不在列举了。

以上公式的系数很简单，均来源于对规范公式的简化推导，必然有所误差，大家可以根据简化计算的数值，上下取整数调整即可。得到合适的h或者b之后，一般可以采用高频的截面，截面面积约为轮廓面积的10%上下，采用厚板情况具体分析。

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