鋼結(jié)構設計：構件尺寸估算

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挪威國家石油公司   

 1.受彎梁
    a, 均布荷載的簡支梁，梁高h=(3.5-4.0)*(M/f)^0.333，取整，（本文以下N和M內(nèi)力均為設計值，單位為N-mm），f=200，3.5適用于HM，4.0適用于箱梁，HN和工字鋼。這時候簡支梁的撓度可以滿足1/400；若采用厚板，梁高還可以做到3.0*(M/200)^0.333，不過此時經(jīng)濟性差一點。假如是較大集中力作用時，h增加1.1倍，若采用1/250控時，h減小1.15倍。以上敘述同樣適用于懸挑梁估算，但是h可以適當增加50。
    b，連續(xù)梁一般承載力控制，梁高計算公式與上面相同，但是f可取300。
    c，假如梁需要計算側(cè)向穩(wěn)定，最好每隔10b設置側(cè)向支撐可避開穩(wěn)定系數(shù)計算。
    2.軸壓構件
    a，對于多層鋼結(jié)構一般可以令長細比lamda.y=120(235/fy)^0.5試算，此時HM的b約=4*lo/lamda.y；當然如果lamda.x大的話，可以用h=2.5*lo/lamda.x. 一般h可以取1.0-2.0倍的b。
    b，由以上數(shù)據(jù)可以得到穩(wěn)定系數(shù)fi.1。
    c，由穩(wěn)定承載力計算公式可以得到fi.2約=（5-10）*N/bhf
    d，若fi.2<=fi.1，相差并不大，則估計的尺寸一般是可以滿足設計和經(jīng)濟性要求的。假如不滿足則說明長細比不合適，此時可根據(jù)fi.2反算構件尺寸。
    e，方管和HN，可用公式b=2.5*lo/lamda.y，圓管d=3.0*lo/lamda。
    舉個例子（來自教材）：一個柱lo=10m，N=800kN，Q235B
令lamda.y=120，則b=4*10,000/120=330，取350mm設計，繼續(xù)假設b=h=350mm，那么fi.1=0.44，fi.2=10*800*1000/(350*350*215)=0.30，可見fi.2    3.壓彎構件(單向)
    a，對于多層鋼結(jié)構一般可以令長細比lamda.x=80(235/fy)^0.5試算，此時HM可以用h=2.5*lo/lamda.x. 一般h可以?。?/15-1/20）*lo。
    b，由以上數(shù)據(jù)可以得到穩(wěn)定系數(shù)fi.1。
    c，由穩(wěn)定承載力計算公式可以得到fi.2約=(20*N/h^2+50*beita.x*Mx/h^3)/f
    d，若fi.2<=fi.1，相差并不大，則估計的尺寸一般是可以滿足設計和經(jīng)濟性要求的。假如不滿足則說明長細比不合適，此時可根據(jù)fi.2反算構件尺寸。
    舉個例子（來自教材）：一個柱lo=10m，N=880kN，M=450kN*m（節(jié)間集中力作用），Q235B。
令lamda.x=80，則b=2.5*10,000/80=312.5，約1/30*lo，偏??；繼續(xù)令lamda.x=50，則b=2.5*10,000/50=500，約1/20*lo，暫可行。則fi.1=0.85，    fi.2=(20*880*1000/500^2+50*1.0*450*1000000/500^3)/215=250/215=1.16，則fi.2>fi.1，不符合要求，由于N的影響比較小，因此增加h更合適。令h=550mm，約1/18*lo，此時fi.1=0.88，fi.2=0.89，fi.2約=fi.1，可以。實際設計中適當調(diào)整b的數(shù)值或厚度即可。