钢结构的梁柱次梁等钢结构杆件的截面估算，四川成都亿福钢结构工程有限公司,联系电话:莫先生 公司主营:钢结构厂房、钢结构框架、钢结构网架、钢结构雨棚、钢结构夹层、钢结构搭建、钢结构加工、等钢结构工程的设计、预算、加工、安装、施工。一般在工地上或是不能借助电脑等先进的设备时。而我们又需要对钢结构构件进行验算。就只能借助我们大学里面学习的结构力学、工程力学、材料力学来进行算出一根杆件的轴力、弯矩、剪力来得出一根杆件需要多打的截面面积，然后找一个和我们需要用到的如H型钢，工字型钢或是矩形的钢构件的截面面积就可以了。

1.钢结构H型钢梁设计

由梁的荷载和支承情况根据内力计算得到梁的最大弯矩，根据选用的型钢材料确定其抗弯强度设计值，由此求得所需要的梁净截面抵抗矩，然后在型钢规格表中选择型钢的型号。最后对选定的型钢梁截面进行强度、刚度和整体稳定验算。

梁的截面选择步骤为：估算梁的高度（一般用经济高度）、确定腹板的厚度和翼缘尺寸，然后验算梁的强度、稳定和刚度。

1）假定柱的长细比，一般在50―90范围之内，轴力大而长度小时，长细比取小值，反之取大值；

2）根据已假定的长细比，查得轴心受压稳定系数。然后根据已知轴向力和钢材抗压强度设计值求得所需截面积；

3）求出截面两个主轴方向所需的回转半径（根据已知的两个方向的计算长度和长细比）；

4）由此计算出截面轮廓尺寸的高和宽；

5）通过求得的截面面积和宽以及高，再根据构造要求、钢材规格等条件，选择柱的截面形式和确定实际尺寸；

6）验算实腹柱的截面强度、刚度，整稳和局稳；

（1）假定长细比，一般在50―90之间；

（2）计算柱绕实轴整体稳定，用与实腹柱相同的方法和步骤选出肢件的截面规格。根据假定的长细比，查稳定系数，最后确定所需的截面面积；

（3）计算所需回转半径；

（4）算出截面轮廓尺寸宽度和高度；

（5）计算虚轴长细比；通过求得的面积、高度和宽度以及考虑到钢材规格及构造要求选择柱的截面形式和确定实际尺寸。

（6）强度、刚度和整稳验算；

（7）缀条设计和缀板设计；

回转半径就是惯性半径。

特征：惯性半径是对某一坐标轴定义的；惯性半径的量纲为长度的一次方，单位为M；惯性半径的值恒为正。

2,知道了柱子的轴力和计算长度-假定长细比初步估计截面-选定截面计算长细比，回转半径惯性矩等-截面验算。

粱、柱、板截面取值原则

一、柱 按照《混凝土结构设计规范》GB。 柱的最小边的尺寸为300mm，但工程中一般框架柱截面高、宽均不小于400mm。

一般取为悬臂长的1/4~1/6

现浇结构中，一般主梁至少应比次梁高出50mm，如主梁下部钢筋为双层配置，或附加横向钢筋采用吊筋时，应高出100mm 。

序号 构件种类 简支 多跨连续 悬臂 说明

1 次梁～现浇整体肋形梁

2 主梁～现浇整体肋形梁，3 独立梁，4 框架梁 ～现浇整体式框架梁，5 框架梁 ～装配整体式或装配式框架梁，6 框架扁梁 ～现浇整体式钢筋混凝土框架扁梁，7 框架扁梁 ～预应力混凝土框架扁梁

在一般荷载下，板厚度取板跨的1/36-1/45左右，但不小于100mm（个别房间也不应小于80mm）。板的最小高跨比，板的支承形式 板 的 类 型，单 向 板 双 向 板 悬 臂 板 无 梁 楼 板，简 支 1/35 1/45 1/35 (有柱冒)，连 续 1/40 1/50 1/12 1/30 (无柱冒)，注：板厚 / 板短边方向的计算跨度，框架梁、柱截面尺寸及材料 [来自《混凝土结构》P437]

现浇式 ～装配式 ～（ 为梁的计算跨度，当梁上较大荷载设备时， 还可以加大，但不宜大于净跨的1/4）2）、梁截面高度～ 且宜≥200mm二 、 柱的截面尺寸

理论一：柱截面尺寸的确定方法，一般是根据柱的轴向压力设计值估算，建议

式中： A—柱的截面面积；

—混凝土轴心抗压强度设计值

N—柱轴压力设计值，可按该柱负荷面积大小，根据竖向荷载的经验数据估算；

根据设计经验，民用建筑多层框架结构的竖向荷载标准值（恒+活）平均为14kN/m2左右。对于住宅（轻质墙体）一般为14～15kN/m2，墙体较少的其他民用建筑一般为13～14kN/m2。这些经验数据，可作为初步设计阶段估算墙、柱及基础荷载，初定构件截面尺寸的依据。一般民用建筑，如住宅楼、办公楼等，其楼面活茶载标准值较小（2.0kN/m2），仅占总竖向荷载的10%～15%。故为简化起见，在设计中往往不考虑活载的折减，偏安全地取满载分析计算。恒、活载综合分项系数为1.25。

由A可定出柱截面的高度 和宽度 。柱截面可做成矩形或方形。一般要求： 不宜小于400mm；不宜小于300mm。

截面的高度 和宽度 应大于柱计算长度

的（ ）的1/25，即 、 > ，一般可取（ ～ ， 为层高。

也可根据柱子支撑楼板的面积所承受的恒载、活载及墙重等，计算柱的最大竖向轴力设计值 ，考虑水平荷载的影响乘上系数预估柱子截面尺寸 。

式中 ——柱组合的轴向压力设计值；

S——按简支状态计算的柱的负载面积；

——折算在单位面积上的重力荷载代表值；

——考虑地震作用组合后柱轴压力增大系数；非地震1.05～1.10;地震1.10～1.20

—— 验算截面以上楼层层数；

——框架柱轴压比限值，对一级、二级和三级抗震等级，分别取0.65，0.75和0.85。

一级抗震等级，二级抗震等级，三级抗震等级 （ —混凝土轴心抗压强度设计值）

序号 结构类型 设防烈度

柱子截面一般取 不宜小于400mm； 不宜小于350mm，柱子净高与截面的高度 之比宜大于4，否则为短柱。

地震地区柱子截面宜是方形或接近方形的矩形。

20:45柱截面估算：

其中：a----轴压比（一级0.7、二级0.8、三级0.9，短柱减0.05）fc---砼轴心抗压强度设计值Nc---估算柱轴力设计值

其中：N---竖向荷载作用下柱轴力标准值（已包含活载）

β---水平力作用对柱轴力的放大系数

七度抗震：β=1.05、八度抗震：β=1.10

3、竖向荷载作用下柱轴力标准值：N=nAq

其中：n---柱承受楼层数

q---竖向荷载标准值（已包含活载）

框架结构：10~12（轻质砖）、12~14（机制砖）

框剪结构：12~14（轻质砖）、14~16（机制砖）

轴压比控制小偏心受压或轴心受压柱的破坏，因此适用于高层建筑中的底部楼层柱截面的估算梁高按构造取：

梁宽与梁高比为1/3～1/2，柱宽要大于梁宽，所以由梁宽得出柱宽， 同时，我们也要考虑层高及柱子的主要受力方向来调整柱子的尺寸， 以及通过PK验算柱的轴压比来调整柱子的尺寸～楼板厚度

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单向板：短边的1/35

双向板：短边的1/40

悬臂板：悬臂长的1/12

单向板：短边的1/35

双向板：短边的1/40

悬臂板：悬臂长的1/12

主梁一般取为跨度的1/8~1/12

悬挑梁一般取为悬臂长的1/4~ 1/6

型钢梁设计较为简单，焊接组合截面梁稍复杂，难点在于初始截面的假定。我总结了个截面假定步骤：

1) 容许最大高度hmax。由于建筑或工艺专业的限制，梁高不能突破的高度。

最终腹板厚度的确定：tw≥ twmin，tw≈twe并满足构造要求。

3、翼缘板的宽度b、厚度t：

根据WX/的值，先算出翼缘板面积Af，再确定b、t。

此处顺便验算了翼缘板的局部稳定，即自由宽厚比。

至此梁截面的所有参数都已初步确定。

门式刚架规程适用范围：

4。吊车：可设置起重量<3吨的悬挂起重机，起重量<20吨的轻、中级工作制的单梁或双梁桥式车。

一、如何既保证强度，稳定性等指标，又兼顾结构的刚度

在设计中，人们常常比较重视强度，稳定性等指标，

由于大部分程序不对结构的刚度进行比较，而忽略了结构的刚度。

提高结构的刚度的方法：

a.构件的翼缘，腹板不要太厚（6-12mm）

b.翼缘的宽度不要太宽（150-220），尽量用高度

调整强度，稳定性等指标

二、如何确定梁的分段比： 为了降低用钢量，对梁进行分段是个有效的措施之一。

2、一般比率：1：2：1或1：2

三、如何定义梁、柱的平面外计算长度：

梁、柱平面外计算长度应取侧向支撑点的距离；当两翼缘侧向支撑点间的距离不等时，应取最大受压翼缘侧向支撑点间的距离。

注意：边柱的平面外计算长度中柱的平面外计算长度

1、在每个温度区段或分期建设的区段中，应分别设置

能独立构成空间稳定结构的支撑体系。

置柱间支撑的开在同时设计屋盖横向水平支撑，以组成几何不变体系。

3、有托架，托架处应局部加强时，有较大振动设备，且对结构产生一定影响时或对厂房有较大空间刚度要求时，可设置纵向水平支撑。

4、柱间支撑的间距一般取30米—40米，且不大于60米。

5、当房屋较高时，柱间支撑应分层设置。

6、当端部支撑设在第二开间时，在第一开间的相应位置应设刚性系杆

7、在刚架转折处（柱顶和屋脊）应设刚性系杆。

8、由支撑斜杆、竖杆组成的水平桁架和柱间竖向平面

内的桁架，其直腹杆应按刚性系杆考虑，可由檩条兼作。

9、门式刚架的支撑宜采用张的十字交叉圆钢支撑，常用Ф18～Ф22或更大。

10、圆钢支撑与刚架构件的连接，一般不设连接板， 可直接在刚架构件上靠外侧设孔连接。当腹板厚度≤5mm时，应对支撑孔周边进行加强。

有吊车门刚的支撑布置：

1、当柱较高或有较大吨位（>5吨）的桥式吊车时宜采用型钢作为支撑。

2、刚性系杆不宜用檩条代替，可用钢管、H型钢、十字型角钢等截面形式的构件。

3、 柱间支撑的间距一般<40米,应尽量取下限。

五、刚接柱脚的节点设计：

1、当用于工业厂房且有桥式吊车时，宜将柱脚设计为刚性。

2、刚性柱脚应注意以下问题：基础施工单位应有一定的技术水平应设置抗剪件

六、抗风柱的节点设计：

目前的抗风柱与刚架连接的节点形式较多。

有些节点连接形式不符合抗风柱计算的力学模型。

抗风柱计算的力学模型为受弯构件。

若抗风柱计算的力学模型不对，主刚架也要分两次计算。

檩条设计往往忽视，对于不同跨度，不同荷载的檩条一定要计算。

墙面檩条容易忽视拉条的设计隅撑的作用，关系到刚架的安全，一定要引起重视。

檩条按单跨简支构件还是连续梁构件考虑

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钢结构截面面积最简单的办法，就是用一个构件的跨度和杆件的长细比进行比较得出截面高度，然后从高度中找到我们要用的H型钢或是工字钢或是矩管等等我们需要用的钢结构构件截面。高度验算出入大，可以临时采用。或是提高截面高度或是截面面积。

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（1）抗震性低层别墅的屋面大都为坡屋面，因此屋面结构基本上采用的是由冷弯型钢构件做成的三角型屋架体系，轻钢构件在封完结构性板材及石膏板之后，形成了非常坚固的“板肋结构体系”，这种结构体系有着更强的抗震及抵抗水平荷载的能力，适用于抗震烈度为8度以上的地区。
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（3）耐久性轻钢结构结构全部采用冷弯薄壁钢构件体系组成，钢骨采用超级防腐冷轧镀锌板制造，有效避免钢板在施工和使用中的锈蚀的影响，了轻钢构件的使用寿命。结构寿命可达100年。
（4）保温性采用的保温隔热材料以玻纤棉为主，具有良好的保温隔热效果。用以外墙的保温板，有效的避免墙体的“冷桥”现象，达到了更好的保温效果。100mm左右厚的R15保温棉热阻值可相当于1m厚的砖墙。
（5）隔音性隔音效果是评估的一个重要指标，轻钢体系安装的窗均采用中空玻璃，隔音效果好，隔音达40分贝以上；由轻钢龙骨、保温材料石膏板组成的墙体，其隔音效果可高达60分贝。
（6）健康性干作业施工，废弃物对造成的污染，房屋钢结构材料可回收，其他配套材料也可大部分回收，符合当前环保意识；所有材料为绿色建材，生态要求，有利于健康。
（7）舒适性轻钢墙体采用高效节能体系，具有呼能，可调节室内空气干湿度；屋顶具有通风功能，可以使屋内部上空形成流动的空气间，保证屋顶内部的通风及散热需求。
（8）快捷全部干作业施工，不受季节影响。一栋300平方米左右的建筑，只需5个工人30个工作日可以完成从地基到装修的全。
（9）环保材料可回收，真正做到绿色无污染。
（10）节能全部采用高效节能墙体，保温、隔热、隔音效果好，可达到50%的节能标准。

钢结构阁楼的制作基本分三种钢木结构、钢混结构、全钢结构；
钢木结构套内跨度一般在4000mm以内的
1.一般主材采用120mm工字钢做主梁，120mm槽钢做圈梁，50mm×50mm钢为辅材施工制作；施工耗材直径12mm、14mm化学锚栓，14mm螺丝，J422GB大桥焊条；工字钢的钢结构制作首先要确定阁楼上铺什么板材（大芯板、集成材、松木板、刨花板、等）如大芯板（尺寸1220mm×2440mm）制作时首先固定槽钢圈梁，电锤冲击钻钻出孔后，植入化学锚栓、待充分凝固后、安装槽钢，然后根据钢结构的异形连接切掉上下钢片插接于槽钢中、测量主梁尺寸，做到一梁一测量，搭接工字钢主梁，节点实行360°焊接，间距中到中为610mm，大芯板至2440mm位置，接头另起搭在工字钢中上，钢分割尺寸610mm×610mm连接　时同样也是根据连接进行切口安接、接头位置搭在钢中上；此结构安装完毕后，从地面仰视看不到接头，整体钢架均匀达到受力的作用；当然，具体板材具体设计施工，不论哪一种板材铺层，必须要搭接在钢架中，便于钢结构的承重、受力；
2.100mm槽钢，100mm×100mm方管制作；施工流程同于工字钢施工，板材铺接时一定要铺到方管中；
3.屋内空间跨度大于4000mm的，要考虑采用140mm、160mm、180mm、工字钢制作了，目的是防止施工完后产生的颤、沉变形现象，具体情况要参考房屋结构后而定；
4.此结构优点施工速度快、阁楼自重轻，墙体受力不大；缺点易变性，不隔音；
用途可作储物间、茶室、书房等
钢混结构选材主料是工字钢、槽钢、辅料角钢、槽钢；施工解析基本等同于钢木结构阁楼的施工流程…….。本结构一般分两种款式
1.工字钢做主梁平接，角钢为辅梁强筋连接主梁，工字钢的分割也是按照压型钢板（又称楼板瓦有0.8mm、1.0mm、1.2mm厚度不一样）的尺寸而定的，搭接时让工字钢承载钢板一半或过于工字钢从而使工字钢承重起主导作用。钢架搭接好后、上浮压型钢板，焊接与钢架上，上面编织螺纹钢网架（根据混凝土结构施工要求）
直径10mm、12mm的螺纹钢，用钢筋施工专用绑丝扎接，浇注轻体材料（陶粒）水泥沙子配比搅拌，水泥沙子陶粒比例为123.
2.另一种就是压型钢板至于工字钢中，焊接与辅梁（辅梁一般80mm槽钢；钢架跨度大的、主梁间距大，120mm工字钢做辅梁）上，做完后与钢架水平，钢筋网架至于钢架中，钢板上，浇注；
以上钢混结构施工两种方案区别在于前者总层高够高可以实行；后者因为层高限制故使用此方案；两者做完后的高度差100mm；这也是此结构施工中很关键的一个因素。
3.此结构优点隔音不易变形，阁楼上可做卫生间、防水效果好；缺点自重较重，墙体受力较大；
全钢结构顾名思义就是钢结构上焊接钢板（花纹板、平板、）施工工艺与前面两种相似，注此结构一般用于商铺货物存放，货架使用，室内家居很少采用；

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