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第一篇 钢结构设计的基本规定与计算 2

第一章 材料的选用 2

第一节 钢材的分类 2

第二节 钢材的技术标准 5

一 承重结构所用钢材的技术标准 5

二 连接材料的技术标准 8

第三节 材料的选用 11

一 结构材料的选用 11

二 连接材料的选用 11

三 选材的变通方法 14

第一节 一般规定 16

第二章 计算的基本规定 16

第二节 材料的计算指标 17

一 钢材的分组尺寸及其物理性能 17

二 容许应力和容许应力的折减系数 17

三 疲劳容许应力 19

四 结构变形的规定 28

第三章 基本构件的计算 30

第一节 受弯构件 30

一 受弯构件的强度计算 30

二 梁的整体稳定 31

三 梁的局部稳定 32

四 梁按塑性变形发展的强度计算 35

五 梁的挠度 36

第二节 轴心受力和偏心受力构件 38

一 轴心受拉和轴心受压构件 38

二 偏心受拉和偏心受压构件 40

三 受压构件的局部稳定 46

第三节 构件的计算长度和容许长细比 47

一 构件的计算长度 47

二 构件长细比的计算 49

三 构件的容许长细比 55

第四章 连接 56

第一节 焊接连接 56

一 焊接连接的形式 56

二 对接焊缝和贴角焊缝的连接计算 57

三 角钢与钢板、圆钢与钢板、圆钢与圆钢之间的贴角焊缝的连接计算 60

四 焊缝连接的构造要求 62

第二节 铆钉连接、普通螺栓连接和高强螺栓连接 63

一 铆钉连接和普通螺栓连接的特点 63

二 铆钉连接和普通螺栓连接计算 65

三 高强螺栓连接 69

四 螺栓（普通螺栓、高强螺栓）连接和铆钉连接的构造要求 71

第三节 拼接连接 72

一 钢材的工厂焊接拼接 72

二 梁的安装拼接 75

第二节 普通钢屋架 78

第一节 概要 78

一 设计的基本原则 78

第五章 屋盖结构 78

第二篇 单层厂房钢结构设计 78

二 计算荷载 83

三 内力分析和组合 84

四 杆件截面选择 86

五 节点构造和计算 92

第三节 轻型钢屋架 108

一 轻型钢屋架的特点及其形式 108

二 设计的一般规定 110

三 杆件截面选择 112

四 节点构造和计算 112

一 形式、尺寸与一般要求 116

第四节 托架 116

二 托架的计算 118

三 托架的连接构造 119

第五节 天窗架 122

一 形式与尺寸 122

二 杆件内力计算 123

三 杆件截面选择 125

四 节点构造 126

第六节 屋盖结构支撑 127

一 基本要求 127

二 屋架横向支撑的设置 129

三 屋架纵向支撑的设置 133

四 屋架垂直支撑和水平系杆的设置 135

五 天窗架支撑的设置 137

六 屋盖结构支撑的设计 138

七 支撑的连接 140

第七节 檩条 142

一 基本要求 142

二 实腹式檩条的计算 145

三 桁架式檩条的计算 149

四 檩条节点构造 152

第六章 吊车梁 154

第一节 吊车梁系统的组成和类型 154

第二节 设计的基本要求 156

一 一般要求 156

二 荷载和计算 157

（一）内力计算 160

第三节 实腹式吊车梁 160

一 焊接实腹式工字形吊车梁 160

（二）截面选择 163

（三）强度计算 165

（四）稳定性计算 167

（五）挠度计算 172

（六）连接和构造 172

（七）焊接吊车梁的制作注意事项 174

二 铆接实腹式工字形吊车梁 175

（一）截面选择 175

（二）强度计算 176

（三）稳定性和挠度计算 177

（四）连接和构造 178

一 一般说明 182

第四节 桁架式吊车梁 182

二 设计的一般规定 183

三 内力计算 184

四 杆件计算和挠度计算 189

五 构造及连接节点 191

第五节 制动结构 195

一 设计的一般要求 195

二 制动结构的强度和稳定性计算及挠度计算 196

三 连接和构造 200

第六节 辅助桁架及支撑系统 202

一 一般要求 202

二 计算和构造 204

第七节 吊车梁与柱子的连接计算及构造 205

第八节 撑杆式吊车梁 210

一 适用范围及设计计算 210

二 节点构造及其它 212

第九节 吊车轨道和车挡 214

一 轨道的种类、应用及其与吊车梁的固定 214

二 轨道的拼接接头 216

三 车挡的型式、构造和计算 217

第十节 悬挂式吊车梁 219

一 适用范围和设计要点 219

二 连接与构造 221

一 焊接实腹式工字形吊车梁截面选择表 222

二 轨道梁的承载能力表 222

第十一节 焊接实腹式工字形吊车梁截面选择表及轨道梁的承载能力表 222

第七章 柱子 235

第一节 设计的一般要求 236

一 柱网布置及温度伸缩缝的设置 237

（一）柱网布置及排架主要尺寸的确定 237

（二）温度伸缩缝的设置 240

二 柱子类型 241

三 柱子的截面形式 244

四 柱肩梁和支承牛腿的形式 245

五 柱脚形式及安装要求 247

第二节 柱子的计算及构造 249

一 柱子的计算高度和容许长细比 249

（一）柱向的截面计算 253

二 柱子截面尺寸的选择 253

三 阶表柱的截面计算及构造要求 253

（二）柱向的构造要求 261

（三）缀条的计算及连接 263

（四）人孔的构造及计算 265

四 柱肩梁的构造及计算 267

五 牛腿的构造及计算 275

六 柱脚的构造及计算 277

七 组合柱、等截面柱和分离式柱的构造及计算特点 286

第三节 柱间支撑 288

一 柱间支撑的作用和形式 288

二 柱间支撑的布置原则 290

三 柱间支撑的截面形式和计算 291

四 柱间支撑的构造及其连接 296

第四节 厂房纵向刚度和温度应力计算 299

一 纵身刚度计算 299

二 纵身温度应力计算 300

第八章 墙架 304

第一节 一般说明 304

一 围护墙的分类 304

二 墙架构件的形式 305

第二节 墙架结构布置 306

一 纵墙墙架布置 306

（一）墙板、砖墙的墙架布置 306

（二）轻质围护墙的墙架布置 308

二 山墙墙架布置 310

三 厂房墙面有大门洞时的墙架布置 313

第三节 墙架构件的计算 316

一 墙架柱的计算 316

二 抗风桁架的计算 319

三 门架的计算 320

四 轻质墙的横梁及其拉条的计算 320

第四节 墙架的连接节点构造 321

一 墙架柱与基础、吊车梁辅助桁架、托架和屋架的连接 321

二 墙梁、圈梁和墙板与墙架柱和厂房排架柱的连接 325

三 墙架横梁与墙架柱和厂房排架柱的连接 326

四 抗风桁架、门架、墙架柱等构件的相互连接 327

第九章 工作平台 330

第一节 一般说明 330

一 平台铺板的计算 332

第二节 平台结构构件的计算 332

（一）型钢梁的计算 335

二 平台梁的计算 335

（二）焊接组合工字形截面梁的计算 336

三 平台柱的计算 337

（一）轴心受压柱的计算 338

（二）偏心受压柱的计算 340

（三）平台柱的柱脚计算 341

（四）平台柱的柱间支撑计算 341

第三节 平台结构的节点构造和计算特点 342

一 铺板的构造 342

二 平台梁的节点构造及其计算特点 342

三 平台梁与柱的连接节点构造及其计算特点 345

第二节 刚接排架的计算简图 348

第十章 刚接排架计算 348

第一节 概要 348

第三节 排架尺寸的规定 352

一 排架的计算跨度 352

二 排架的计算高度 352

第四节 横梁惯性矩及排架柱截面的假定 353

一 横梁惯性矩的假定 353

二 排架柱截面尺寸的假定 353

第五节 刚接排架的计算荷载 354

第六节 刚接排架的内力计算 357

一 一般说明 357

二 计算的一般假定及内力符号的规定 357

（一）横梁为无限刚度的单跨或等高多跨刚接排架、在水平荷载作用下的内力计算 358

三 几种常见刚接排架的内力计算 358

（二）横梁为无限刚度的高低跨刚接排架，当低跨横梁与高跨柱子的连接为刚接时，在水平荷载作用下的内力计算 363

（三）横梁为无限刚度的高低跨刚接排架，当低跨横梁与高跨柱子的连接为铰接时，在水平荷载作用下的内力计算 373

（四）横梁为有限刚度的刚接排架，在水平荷载作用下的内力计算 384

（五）刚接排架在屋而竖向荷载作用下的内力计算 398

四 当排架各列柱距不等，某列柱有“抽柱”时的排架内力计算 405

第七节 排架的内力组合 408

一 组合原则 408

二 组合的选择 409

第八节 刚接排架空间工作的计算 411

一 一般说明 411

二 排架空间工作的计算 411

第九节 厂房横向刚度计算 422

第十一章 钢结构的制造、运输、安装和防绣 426

第一节 钢结构的制造 426

一 钢结构制造的特点和工艺流程 426

二 钢结构制造对设计的基本要求 426

三 钢材的备料和代用 428

四 结构的放样和起？ 428

五 零件加工和构件组装及制造的容许偏差 428

六 钢结构的焊接 429

七 钢结构制造操作的空间要求 440

第二节 运输和安装 443

一 运输和安装单元的划分和装载限界 443

二 钢结构安装对设计的基本要求 444

三 钢结构安装应注意的问题及安装的容许偏差 445

四 高强螺栓的施工 449

第三节 钢结构的防绣 452

一 钢结构防绣的重要性 452

二 钢结构的涂料防绣 458

三 涂料的施工与维护 459

第十二章 设计计算例题 461

第一节 连接计算 461

［例12-1］轧制工字钢梁的焊接拼接接头计算 461

［例12-2］工字形截面铆接梁的拼接接头计算 463

［例12-3］工字形截面焊接梁采用高强螺栓连接的拼接接头计算 466

［例12-4］高强螺栓群同时承受磨擦面间的剪切和螺栓轴线方向外拉力的连接计算 468

［例12-5］三角形层架计算 470

第二节 构件计算 470

［例12-6］三饺拱轻型钢层架计算 482

［例12-7］天窗架计算 499

［例12-8］轻型型钢檩条计算 509

［例12-9］平面桁架式檩条计算 512

［例12-10］空间桁架式檩条计算 516

［例12-11］实腹式工字形截面铆接吊车梁计算 520

［例12-12］桁架式吊车梁计算 534

第三节 单层厂房计算例题 546

一 刚接排架计算 546

（一）排架的结构形式及竖向布置 546

（二）柱截面选择 547

（三）柱截面几何特性计算 547

（四）柱的形常数计算 549

（五）排架在各种单位力作用下的内力计算 551

（六）排架在实际荷载作用下的内力计算 563

（七）排架柱的内力组合 579

二 钢柱计算 584

（一）柱截面几何特性、柱子高度和内力组合数值 584

（二）柱子的计算长度 586

（三）柱子的强度和稳定性计算 586

（四）柱子的缀条计算 594

（五）柱肩梁计算 596

（六）柱脚计算 598

三 下层吊车梁系统计算 603

（一）12m焊接实腹式吊车梁计算 603

（二）12m制动桁架计算 614

（三）12m辅助桁架计算 619

四 与柱刚接的36m钢屋架计算 623

五12m托架计算 635

六 墙架结构计算 637

（一）山墙墙架柱计算 637

（二）上层抗风桁架计算 647

七 柱间支撑计算 654

第三篇 钢结构设计计算图表 670

第十三章 型钢规格及截面特性和钢板规格及尺寸表 670

一 型钢规格及截面特性表 670

1．热轧等肢角钢规格及截面特性表 670

2．热轧不等肢角钢规格及截面特性表 676

3．热轧普通工字钢规格及截面特性表 680

4．热轧轻型工字钢规格及截面特性表 682

5．普通低合金钢热轧轻型工字钢规格及截面特性表 684

6．热轧普通槽钢规格及截面特性表 686

7．热轧轻型槽钢规格及截面特性表 688

8．普通低合金钢热轧轻型槽钢规格及截面特性表 690

9．钢管规格及截面特性表 691

10．热轧扁钢规格及重量表 698

11．圆钢、方钢和六角钢截面特性表 700

12．钢轨截面特性表 702

二钢板规格及尺寸表 703

13．轧制薄钢板规格及尺寸表 703

14．热轧厚钢板规格及尺寸表 704

15．花纹钢板规格及重量表 705

第十四章 组合截面特性表 706

1．两个热轧等肢角钢组合（？）截面特性表 706

2．两个热轧不等肢角钢长肢相连（？）截面特性表 714

3．两个热轧不等肢角钢短肢相连（？）截面特性表 720

4．四个热轧等肢角钢组合（？和？）截面特性表 726

5．四个热轧不等肢角钢短肢相连（？）截面特性表 740

6．两个热轧普通槽钢组合（？和？）截面特性表（一） 752

7．两个热轧普通槽钢组合（？和？）截面特性表（二） 756

8．两个热轧轻型槽钢组合（？和？）截面特性表（一） 764

9．两个热轧轻型槽钢组合（？和？）截面特性表（二） 766

10．两个普通低合金钢热轧轻型槽钢组合（？和？）截面特性表（一） 772

11．两个普通低合金钢热轧轻型槽钢组合（？和？）截面特性表（二） 774

12．焊接工字形截面特性表 778

13．常用截面回转半径近似值表 786

第十五章 连接用紧固件规格、尺寸及重量表 788

1．半圆头铆钉（粗制）规格、尺寸及重量表 788

2．六角头螺栓（粗制）规格、尺寸及重量表 790

3．六角头螺栓（精制）规格、尺寸及重量表 792

4．六角螺母（粗制）规格、尺寸及重量表 794

5．六角螺母（精制）规格、尺寸及重量表 795

6．垫圈（粗制）规格、尺寸及重量表 796

7．垫圈（精制）规格、尺寸及重量表 797

8．弹簧垫圈规格、尺寸及重量表 798

9．工字钢用方斜垫圈规格、尺寸及重量表 799

10．槽钢用方斜垫圈规格、尺寸及重量表 799

11．钢结构用高强度大六角头螺栓规格、尺寸及重量表 800

12．钢结构用高强度大六角头螺母规格、尺寸及重量表 802

13．钢结构用高强度垫圈规格、尺寸及重量表 803

14．结构钢电焊条规格及性能表 804

第十六章 型钢孔距规线、连线垫板间距及连接尺寸表 808

一 型钢孔距规线表 808

1．热轧角钢孔距规线表 808

2．热轧工字钢孔距规线表 809

3．热轧槽钢孔距规线表 810

二 两个角钢组合及两个槽钢组合时连接垫板的最大间距表 811

4．两个热轧等肢角钢组合时连接垫板的最大间距表 811

5．两个热轧不等肢角钢组合时连接垫板的最大间距表 812

6．两个热轧槽钢组合时连接垫板的最大间距表 813

7．热轧普通工字钢的连接尺寸表 814

三 热轧工字钢及热轧槽钢的连接尺寸表 814

8．热轧轻型工字钢的连接尺寸表 815

9．普通低合金钢热轧轻型工字钢的连接尺寸表 816

10．热轧普通槽钢的连接尺寸表 817

11．热轧轻型槽钢的连接尺寸表 818

12．普通低合金钢热轧轻型槽钢的连接尺寸表 819

第十七章 构件承载能力图表 820

一 受弯构件承载能力表 820

1．热轧普通工字钢简支梁承载能力表（3号钢） 820

2．热轧轻型工字钢简支梁承载能力表（3号钢） 824

3．热轧轻型工字钢简支梁承载能力表（16Mn钢） 828

4．焊接工字形截面简支梁承载能力表（3号钢） 831

5．焊接工字形截面简支梁承载能力表（3号钢） 845

6．热轧普通槽钢简支梁承载能力表（16Mn钢） 859

7．热轧轻型槽钢简支梁承载能力表（16Mn钢） 865

8．热轧轻型槽钢简支梁承载能力表（3号钢） 869

9．单向无肋简支铺板承载能力表（3号钢） 871

二 轴心受拉和轴心受压构件承载能力表 872

10．一个热轧等肢角钢单面连接时？轴心受拉和轴心受压承载能力表（3号钢） 872

11．两个热轧等肢角钢组合时？轴心受拉和轴心受压承载能力表（一）（3号钢） 878

12．两个热轧等肢角钢组合时？轴心受拉和轴心受压承载能力表（二）（3号钢） 884

13．两个热轧等肢角钢组合时？轴心受拉和轴心受压承载能力表（三）（3号钢） 890

14．两个热轧不等肢角钢长肢相连时？轴心受拉和轴心受压承载能力表（一）（3号钢） 896

15．两个热轧不等肢角钢长肢相连时？轴心受拉和轴心受压承载能力表（二）（3号钢） 900

16．两个热轧不等肢角钢短肢相连时？轴心受拉和轴心受压承载能力表（一）（3号钢） 904

17．两个热轧不等肢角钢短肢相连时？轴心受拉和轴心受压承载能力表（二）（3号钢） 908

18．一个热轧普通工字钢？轴心受拉和轴心受压承载能力表（一）（3号钢） 912

19．一个热轧普通工字钢？轴心受拉和轴心受压承载能力表（二）（3号钢） 914

20．一个热轧轻型工字钢？轴心受拉和轴心受压承载能力表（一）（3号钢） 916

21．一个热轧轻型工字钢？轴心受拉和轴心受压承载能力表（二）（3号钢） 918

22．两个热轧普通槽钢组合时？轴心受拉和轴心受压承载能力表（一）（3号钢） 920

23．两个热轧普通槽钢组合时？轴心受拉和轴心受压承载能力表（二）（3号钢） 922

24．两个热轧轻型槽钢组合时？轴心受拉和轴心受压承载能力表（一）（3号钢） 924

25．两个热轧轻型槽钢组合时？轴心受拉和轴心受压承载能力表（二）（3号钢） 926

26．钢管轴心受拉和轴心受压承载能力表（3号钢） 928

三 偏心受拉和偏心受压构件承载能力表（3号钢） 948

27．两个热轧等肢角钢组合时？偏心受拉和偏心受压承载能力图 951

28．两个热轧不等肢角钢长肢相连时？偏心受拉和偏心受压承载能力图 964

29．两个热轧不等肢角钢短肢相连时？偏心受拉和偏心受压承载能力图 971

30．一个热轧普通工字钢偏心受拉和偏心受压承载能力图 979

第十八章 连接承载能力及型钢接头选用表 985

一 焊接连接承载能力表 985

1．每一厘米长贴角焊缝承载能力表 985

2．每一厘米长对接焊缝承载能力表 986

3．两个热轧等肢角钢相连时贴角焊缝计算长度选用装（3号钢，T42×型焊条） 988

4．两个热轧不等肢角钢长肢相连时贴角焊缝计算长度选用表（3号钢，T42×型焊条） 992

5．两个热轧不等肢角钢短肢相连时贴角焊缝计算长度选用表（3号钢，T42×型焊条） 996

6．偏心受力焊缝计算系数C1值表 1000

7．偏心受力焊缝计算系数C2值表 1002

二 铆钉和螺栓（普通螺栓、高强螺栓）连接承载能力表 1004

8．一个ML2或ML3号锅半圆头铆钉的承载能力表（Ⅰ类孔） 1004

9．一个ML2或ML3号钢半圆头铆钉的承载能力表（Ⅱ类孔） 1006

10．一个粗制螺栓的承载能力表（3号钢） 1008

11．一个精制螺栓的承载能力表（3号钢） 1012

12．一个高强螺栓的承载能力表 1016

13．承受弯矩作用的铆钉群或螺栓群（普通螺栓、高强螺栓）连接计算系数C3值表 1017

14．普通螺栓群偏心受拉连接计算系数C4、C5值表 1025

15．锚栓选用表（3号钢，T42×型焊条，基础混凝土强度为150号） 1026

16．花篮螺母（螺旋扣）选用表（3号钢，T42×型焊条） 1028

三 型钢接头选用表 1029

17．热轧等肢角钢接头选用表 1029

18．热轧不等肢角钢接头选用表 1031

19．热轧普通工字钢接头选用表（一） 1033

20．热轧普通工字钢接头选用表（二） 1034

21．热轧轻型工字钢接头选用表（一） 1035

22．热轧轻型工字钢接头选用表（二） 1036

23．普通低合金钢热轧轻型工字钢接头选用表（一） 1037

24．普通低合金钢热轧轻型工字钢接头选用表（二） 1038

25．热轧普通槽钢接头选用表 1039

26．热轧轻型槽钢接头选用表 1040

27．普通低合金钢热轧轻型槽钢接头选用表 1041

附录 1042

附录一 梁的整体稳定系数 1042

附录二 轴心受压构件的稳定系数 1047

附录三 偏心受压构件的稳定系数 1049

附录四 阶形柱的计算长度系数 1061

附录五 阶形柱的柱顶固端弯矩和支座反力计算公式 1069

附录六 单阶柱的柱顶固端弯矩和支座反力系数 1075

附录七 焊接接头的基本形式与尺寸 1155