钢结构基本知识DOC.docx

资源描述

钢结构基本知识DOC.docx

《钢结构基本知识DOC.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《钢结构基本知识DOC.docx（37页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

钢结构基本知识DOC.docx

钢结构基本知识DOC

第一部分钢结构型材常用公式及数值

1，常用面积计算公式

F---面积P---半周长L---圆周长度R---外接圆的半径r---内切圆的半径l---弧长

名称

计算公式

正方形

边长---a，F=a2,对角线---d,a=0.7071d=F1/2,d=1.4142a=1.4142F1/2

长方形

长---b宽---a,对角线---d,F=ab=a（d2-a2）1/2=b（d2-b2）1/2,

d=（a2+b2）1/2,a=（d2-b2）1/2=F/b,b=（d2-a2）1/2=F/a

平行四边形

长---b高---hF=bh,h=F/b,b=F/h

三角形

底长---b,高---h,三边长分别为abc,F=bh/2=b（（a2-（a2+b2-c2）/2b）2）1/2

P=（a+b+c）/2则F=（P（P-a）（P-b）（P-c））1/2

梯形

上底---a下底---b高---hF=（a+b）h/2;h=2F/（a+b）,

a=2F/h-b,b=2F/h-a

正六角形

边长---a,R---外圆半径，r---高，F=2.5981a2=2.5981R2=3.4641r2

R=a=1.1547r,r=0.86603a=0.86603R

圆

直径---d,半径---r.F=πr2=3.1416r2=0.7854d2

L=2πr=6.2832r=3.1416d,r=L/（2π）=0.15915L=0.56419F1/2

d=L/π=0.31831L=1.1284F1/2

椭圆

最长径距---a,最短径距---b

F=πab=3.1416ab

周长的近似值：

2P=π（2（a2+b2））1/2

比较精确的值：

2P=π（1.5（a+b）-（ab）1/2）

扇形

内弧---a,外弧---l,半径---r,

F=rl/2=0.0087266ar2

l=2F/r=0.017453ar

r=2F/l=57.296l/a,a=180l/（πr）=57.296l/r

弓形

外弧---l,半径---r.高---h,弦长---c.

F=（rl-c（r-h））/2,r=（c2+4h2）/（8h）

圆环

内圆半径---r，外圆半径---R，内圆直径---d，外圆直径---D,S=R-r

F=π（R2-r2）=3.1416（R2-r2）=0.7854（D2-d2）

=3.1416（D-S）S=3.1416（d+S）S

S=R-r=（D-d）/2

环式扇形

内圆半径---r，外圆半径---R，内圆直径---d，外圆直径---D,内圆弧长---a

F=aπ（R2-r2）/360=0.008727a（R2-r2）=aπ（D2-d2）/（4*360）

=0.002182a（D2-d2）

2,常用体积及表面积计算公式

表面积---S体积----V侧面积---M

名称

计算公式

正立方体

边长---a，S=6a2,V=a3

长方体

长---b宽---a，高—h,

S=2（ab+ah+bh）,V=abh

圆柱

直径---d,半径---r，高---h

M=2πrh=πdhV=πr2h=πd2h/4,

空心圆柱（管）

内圆半径---r1，外圆半径---r，内圆直径---d，外圆直径---D,内圆弧长---a

M=2πh（r+r1）,V=πh（r2-r12）

斜底截圆柱

半径---r，长高---h，短高---h1

M=πr（h+h1）,V=πr2（h+h1）/2

正六角柱

边长---a,h---高，

S=5.1962a2+6ahV=2.5981a2h

正方角锥台

顶面边长---a,底面边长---b,h---高,斜面高---h1

S=a2+b2+2（a+b）h1

V=（a2+b2+ab）h/3

球

半径---r，直径---d

S=4πr2=πd2,V=4πr3/3=πd3/6

圆锥

底面圆半径---r，锥体直径---l,高---h

M=πrl=πr（r2+h2）1/2V=πr2h/3

截头椭圆

底面圆半径---r，顶圆半径---r1，锥体斜面长---l,高---h

M=πl（r+r1）V=πh（r2+r12+r1r）/3

3，常用型材理论质量（重量）计算公式

m---质量

F---断面积

L---长度

ρ----密度（比重），钢材一般取7.85

钢材断面积的计算公式

项目

钢材类别

计算公式

代号说明

方钢

F=a2

圆角方钢

F=a2–0.8584r2

a—边宽，r—圆角半径

钢板，扁钢，带钢

F=aδ

圆角扁钢

F=aδ-0.8584r2

a—宽度，δ—厚度r—圆角半径

圆钢，钢丝，圆盘条

F=0.7854d2

d---外径

六角钢

F=0.866a2=2.598s2

a---对边距离,s---边宽

八角钢

F=0.8284a2=4.8284s2

钢管

F=3.1416δ（D-δ）

D-外径δ-壁厚

等边角钢

F=d（2b-d）+0.2146（r2-2r12）

d—边厚，B—长边宽，b--短边宽，r--内面圆角半径，r1--端边圆角半径

不等边角钢

F=d（B+b-d）+0.2146（（r2-2r12）

工字钢

F=hd+2t（b-d）+0.8584（r2-r12）

h—高度,b—腿宽,d—腰后t—平均腿厚,r--内面圆角半径,r1--边端圆角半径

槽钢

F=hd+2t（b-d）+0.4292（r2-r12）

4，常用材料的密度

材料名称

密度（g/cm3）

铸钢

7.8

钢材

7.85

低碳钢（含碳0.1%）

7.85

中碳钢（含碳0.4%）

7.82

高碳钢（含碳1%）

7.81

高速钢（含钨9%）

8.3

高速钢（含钨18%）

8.7

不锈钢（1Cr18Ni9）

7.93

不锈钢（1Cr13）

7.75

不锈钢（1Cr17）

7.70

第二部分碳素结构钢的化学成分及力学（机械）性能

一，碳素结构钢的化学成分（GB700-88）

牌号

等级

化学成分（%）

脱氧方法

碳

锰

硅

硫

磷

≤

Q195

---

0.06~0.12

0.25~0.50

0.30

0.050

0.045

F,b,Z

Q215

0.09~0.15

0.25~0.55

0.30

0.050

0.045

F,b,Z

0.09~0.15

0.25~0.55

0.30

0.045

F,b,Z

Q235

0.14~0.22

0.30~0.65

0.30

0.050

0.045

F,b,Z

0.12~0.20

0.30~0.70

0.30

0.045

F,b,Z

≤0.18

0.35~0.80

0.30

0.040

ZTZ

≤0.17

0.35~0.80

0.30

0.035

ZTZ

Q255

0.18~0.28

0.40~0.70

0.30

0.050

0.045

F,b,Z

0.18~0.28

0.40~0.70

0.30

0.045

F,b,Z

Q275

---

0.28~0.38

0.50~0.80

0.35

0.050

0.045

b,Z

注：

1，Q235A,B级沸腾钢的锰含量上限为0.60%;沸腾钢的硅含量≤0.07%,半镇静钢的硅含量≤0.17%，镇静钢的硅含量下限为≤0.12%；钢中铬，镍，铜残余含量分别≤0.30%，经需方同意，A级钢的铜含量可≤0.35%；砷残余含量≤0.080%；氧气转炉钢的氮含量≤0.008%。

2,D级钢应含有足够的形成细晶粒结构的元素。

例如钢中酸溶铝的含量≥0.015%，或全铝含量≥0.020%.

3,在保证钢材力学性能符合GB700-88规定情况下，各牌号A级钢的碳，硅，锰含量和各牌号其他等级钢碳，锰含量下限可以不作为交货条件。

二,碳素结构钢的力学性能（GB700-88）

拉伸试验

牌号

屈服点（MPa）

抗拉强度（MPa）

伸长率δ5（%）≥

钢材厚度（直径）（mm）

≤16

>16~40

>40~60

>60~100

>100~150

>150

≤16

>16~40

>40~60

>60~100

>100~150

>150

Q195

（195）

（185）

---

315~430

---

Q215

215

205

195

185

175

165

335~450

Q235

235

225

215

205

195

185

375~500

Q255

255

245

235

225

215

205

410~550

Q275

275

265

255

245

235

225

490~630

（续）

冲击试验

牌号

等级

温度（℃）

V形冲击功（纵向）（J）≥

Q195

---

Q215

---

Q235

---

-20

Q255

---

Q275

---

（续）

冷弯试验（试样宽度B=2a）1800

牌号

试样方向

钢材厚度（直径）a（mm）

>60~100

>100~200

弯心直径d

Q195

纵

---

横

0.5a

---

Q215

纵

0.5a

1.5a

横

2.5a

Q235

纵

2.5a

横

1.5a

2.5a

Q255

---

3.5a

Q275

---

4.5a

注：

1，Q195钢的屈服强度点仅供参考，不作为交货条件。

2，各牌号A级钢的冷弯试验，在需方有要求时才进行。

当冷弯试验合格时，抗拉强度上限可不作为交货条件。

3,各牌号B级沸腾钢轧制钢材的厚度（直径）一般≤25mm.

三，新旧标准钢牌号对照

新标准（GB700-88）牌号

旧标准（GB700-79）牌号

Q195不分等级，化学成分和力学性能（抗拉强度，伸长率和冷弯）均须保证，但轧制薄板和盘条之类产品，力学性能的保证项目，根据产品特点和使用要求，可在有关标准中另行规定。

1号钢Q195的化学成分与本标准1号钢的乙类钢B1同，力学性能（抗拉强度，伸长率和冷弯）与甲类钢A1同（A1的冷弯试验是附加保证条件）。

1号钢没有特类钢。

Q215A级；

B级（做常温冲击试验，V形缺口）

（续）

Q235A级（不做冲击试验）；

B级（做常温冲击试验，V形缺口）

C级（作为重要焊接结构用）

D级（作为重要焊接结构用）

A3（附加保证常温冲击试验，U形缺口）

C3（附加保证常温或-20℃冲击试验，U形缺口）

Q255A级

B级（做常温冲击试验，V形缺口）

C4（附加保证冲击试验，U形缺口）

Q275不分等级，化学成分和力学性能均须保证

第三部分低合金结构钢

一，低合金钢的化学成分

牌号

化学成分（%）

碳

锰

硅

钒

钛

铌

铜

磷≤

09MnV

≤0.12

0.80~1.20

0.20~0.55

0.04~0.12

---

0．045

09MnNb

≤0.12

0.80~1.20

0.20~0.55

---

0.015~0.050

---

0．045

09Mn2

≤0.12

1.40~1.80

0.20~0.55

---

0．045

12Mn

0.09~0.16

1.10~1.50

0.20~0.55

---

0．045

18Nb

0.14~0.22

0.40~0.80

0.17~0.37

---

0.020~0.050

---

0．045

09MnCuPTi

≤0.12

1.00~1.50

0.20~0.55

---

≤0.03

---

0.20~0.40

0.05~0.12

10MnSiCu

≤0.12

1.25~1.60

0.80~1.10

---

0.20~0.40

0．045

12MnV

≤0.15

1.00~1.40

0.20~0.55

0.04~0.12

---

0．045

14MnNb

0.12~0.18

0.80~1.20

0.20~0.55

---

0.015~0.050

---

0．045

16Mn

0.12~0.22

1.20~1.60

0.20~0.55

---

0．045

（续）

牌号

化学成分（%）

碳

锰

硅

钒

钛

铌

稀土加入量

磷≤

16MnRE

0.12~0.20

1.20~1.60

0.20~0.55

---

0.02~0.20

0．045

10MnPNbRE

≤0.14

0.80~1.20

0.20~0.55

---

0.015~0.050

0.02~0.20

0.06~0.12

15MnV

0.12~0.18

1.20~1.60

0.20~0.55

0.04~0.12

---

0．045

15MnTi

0.12~0.18

1.20~1.60

0.20~0.55

---

0.12~0.20

---

0．045

16MnNb

0.12~0.20

1.00~1.40

0.20~0.55

---

0.015~0.050

---

0．045

14MnVTiRE

≤0.18

1.30~1.60

0.20~0.55

0.04~0.10

0.09~0.16

---

0.02~0.20

0．045

15MnVN

0.12~0.20

1.30~1.70

0.20~0.55

0.10~0.20

---

氮0.10~0.20

0．045

注：

1，钢中硫含量≤0.045%。

2，钢中铬，镍，铜的残余含量应分别≤0.30%.

3,各牌号的钢，允许加入钒，铌，钛等微量合金元素.

二，低合金钢的力学性能

牌号

钢材厚度（直径）

（mm）

抗拉强度

屈服点≥

伸长率δ5

（%）≥

1800弯曲试验

d=弯心直径

a=试样厚度

MPa

09MnV

≤16

>16~25

430~580

295

275

d=2a

d=3a

09MnNb

≤16

>16~25

410~560

390~540

295

275

d=2a

d=3a

09Mn2

≤16

>16~30

〉30~100

（方，圆钢）

440~590

420~570

410~560

295

275

255

d=2a

d=3a

12Mn

≤16

>16~25

〉25~36

>36~50

〉50~100

（方，圆钢）

440~590

430~580

400~550

390~540

295

275

255

235

d=2a

d=3a

18Nb

≤16

>16~25

470~620

450~600

345

325

d=2a

d=3a

09MnCuPTi

≤16

>16~25

490~640

345

335

d=2a

d=3a

10MnSiCu

4~10

>10~20

>20~32

490~640

470~620

345

335

325

d=2a

d=3a

12MnV

≤16

>16~25

490~640

345

335

d=2a

d=3a

14MnNb

≤16

>16~25

490~640

470~620

355

335

d=2a

d=3a

16Mn

≤16

>16~25

〉25~36

>36~50

〉50~100

（方，圆钢）

510~660

490~640

470~620

345

325

315

295

275

d=2a

d=3a

16MnRE

≤16

>16~25

510~660

490~640

345

325

d=2a

d=3a

10MnPNbRE

≤10

510~660

390

d=2a

15MnV

≤4

>4~16

〉16~25

>25~36

〉36~50

550~700

530~680

510~660

490~640

410

390

375

355

335

d=2a

d=3a

15MnTi

≤25

>25~40

530~680

510~660

390

375

d=3a

16MnNb

≤16

>16~20

530~680

510~660

390

375

d=3a

14MnVTiRE

≤12

>12~20

550~700

530~680

440

410

d=2a

d=3a

15MnVN

≤10

>10~25

〉25~38

>38~50

590~740

570~720

550~700

530~680

440

420

410

390

d=2a

d=3a

第四部分金属材料的尺寸及重量

一，型钢

（1）热轧圆钢，方钢及六角钢（GB702-86,705-89）

d或a

（mm）

圆钢（kg/m）

（d=截面直径）

方钢（kg/m）

（a=截面边长）

六角钢（kg/m）

（a=截面高）

d或a

（mm）

圆钢（kg/m）

（d=截面直径）

方钢（kg/m）

（a=截面边长）

六角钢（kg/m）

（a=截面高）

5.5

0.186

0.237

---

9.87

12.60

10.88

0.222

0.283

---

10.87

13.80

11.99

6.5

0.260

0.332

---

12.48

15.90

13.77

0.302

0.385

---

14.21

18.10

15.66

0.395

0.502

0.435

15.42

19.60

17.00

0.499

0.636

0.551

17.30

22.00

19.10

0.617

0.785

0.680

18.60

23.70

---

0.746

0.950

0.823

19.30

24.60

21.32

0.888

1.13

0.979

20.70

26.40

22.87

1.04

1.33

1.15

22.20

28.30

24.50

1.21

1.54

1.33

24.50

31.20

26.98

1.39

1.77

1.53

26.00

33.20

28.72

1.58

2.01

1.74

28.50

36.30

31.43

1.78

2.27

1.96

30.20

38.50

33.30

2.00

2.54

2.20

34.70

44.20

---

2.23

2.83

2.45

39.50

50.20

---

2.47

3.14

2.72

44.50

56.72

---

2.72

3.46

3.00

49.90

63.60

---

2.98

3.80

3.29

55.60

70.80

---

3.26

4.15

3.60

100

61.70

78.50

---

3.55

4.52

3.92

105

68.00

86.50

---

3.85

4.91

4.25

110

74.60

95.00

---

4.17

5.31

4.60

115

81.50

104

---

4.49

5.72

4.96

120

88.80

113

---

4.83

6.15

5.33

125

96.30

123

---

5.18

6.60

---

130

104.00

133

---

5.55

7.06

6.12

140

121.00

154

---

5.92

7.54

---

150

139.00

177

---

6.31

8.04

6.96

160

158.00

201

---

6.71

8.55

---

170

178.00

227

---

7.13

9.07

7.86

180

200.00

254

---

7.55

9.62

---

190

223.00

283

展开阅读全文