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钢结构设计验算

四件常用验算：受弯构件的强度与挠度、轴心受压构件的整体稳定、高强度螺栓连接的抗剪承载力、角焊缝连接的应力。每一项都标出单位与常用取值范围，算完把过程一并列出，便于抄进计算书复核。

GB 50017-2017γx = 1.05E = 206000 N/mm²方案阶段用

受弯构件强度与挠度GB 50017-2017 §6.1.1 / §3.4

单向受弯的钢梁，验算两件事：弯曲正应力是否小于强度设计值，跨中挠度是否小于限值。选定型钢后截面模量与惯性矩自动填入，也可改为自定义手填。

选定后自动填写 Wx / Ix，依 GB/T 11263-2017
f 为抗弯强度设计值，t ≤ 16mm
取值 0.01 ~ 100000；填荷载设计值下的最大弯矩
取值 0 ~ 100000；本式仅列出，不参与强度判定
取值 0.1 ~ 200000；如 HN400×200 为 1170
取值 0.1 ~ 2×10⁷；如 HN400×200 为 23500
取值 0.1 ~ 100；简支梁计算跨度
全跨挠度容许值，依 GB 50017 附录 B
结果含强度、挠度两项判定

算法：σ = M /（γx·Wx），γx 取 1.05（截面塑性发展系数）；挠度以 q = 8M/L² 反算等效均布荷载，再按 v = 5qL⁴/(384EIx) 求跨中挠度，E = 206000 N/mm²。此挠度为荷载设计值下的近似值，偏于安全。

用 法 示 例

示例输入
截面　HN400×200×8×13
钢材　Q345（f = 305）
弯矩　M = 180 kN·m
剪力　V = 120 kN
Wx / Ix　1170 cm³ / 23500 cm⁴
跨度　L = 7.5 m，限值 1/250
预期结果
σ = 180×10⁶ /（1.05×1170×10³）≈ 146.5 N/mm²，小于 305，抗弯满足。
等效 q ≈ 25.6 N/mm，挠度 v ≈ 21.8 mm，v/L ≈ 1/344，宽于 1/250，挠度满足。
若把限值改成 1/400，则挠度一栏会转为「不满足」——这正是选主梁截面时最常卡住的一关。

轴心受压构件整体稳定GB 50017-2017 §7.2.1

压杆的控制项通常不是强度而是稳定。先由计算长度与回转半径求长细比 λ，再按截面分类查稳定系数 φ，最后校核 N /（φ·A）≤ f。

f 为抗压强度设计值
分类依 GB 50017 表 7.2.1-1、7.2.1-2
取值 0.1 ~ 200000；荷载设计值下的压力
取值 0.1 ~ 10000；如 HW300×300 为 118.5
取值 0.1 ~ 100；L₀ = μ·几何长度
取值 0.1 ~ 100；取弱轴 iy 才是控制值
λ 宜控制在 150 以内（受压主要构件）

算法：λ = L₀/i；稳定系数 φ 按截面类别在 GB 50017 附录 D 的 φ-λ 表上线性插值取得（λ ≤ 30 与 λ ≥ 150 取端值）；应力 σ = N /（φ·A），要求 σ ≤ f。

用 法 示 例

示例输入
钢材　Q345（f = 305）
分类　b 类
轴力　N = 800 kN
面积　A = 83.4 cm²（HN400×200）
计算长度　L₀ = 4.5 m
回转半径　i = 4.56 cm（弱轴 iy）
预期结果
λ = 4500 / 45.6 ≈ 98.7，未超 150。
b 类插值 φ ≈ 0.612。
σ = 800×10³ /（0.612×8340）≈ 157 N/mm²，小于 305，稳定满足。
若误把强轴 ix = 16.8 cm 填进去，λ 只有 27，φ 近 0.95——结果会偏于危险，务必取弱轴。

高强度螺栓连接抗剪GB 50017-2017 §11.4

摩擦型连接靠预拉力压紧接触面、以摩擦传力，承载力由抗滑移系数决定；承压型连接允许滑移后杆身受剪。两者的取值与构造要求不同，选错类型结果会差出一倍。

仅承压型计算用到（fvb：250 / 310 N/mm²）
常用 M20 ~ M24；孔径按标准圆孔
取值 1 ~ 200；一个连接面上的受力螺栓数
10.9s：M16=100 / M20=155 / M22=190 / M24=225
依 GB 50017 表 11.4.2-1，与钢号、处理方式有关
承压型不得用于直接承受动力荷载的结构
输出为该组螺栓的抗剪承载力设计值

算法：摩擦型单栓抗剪 Nvb = 0.9·k·μ·nf·P，本式取孔型系数 k = 1.0（标准圆孔）、传力摩擦面数 nf = 1（单剪）；双剪时可将结果乘 2。承压型按杆身抗剪 Nvb = nv·A·fvb 估算，未计孔壁承压，实际取二者小值。

用 法 示 例

示例输入
等级　10.9s，直径 M24
数目　n = 6
预拉力　P = 225 kN
抗滑移　μ = 0.30
类型　摩擦型
预期结果
单栓 Nvb = 0.9×1.0×0.30×1×225 = 60.75 kN。
六个共 364.5 kN。
若接触面只做除锈不喷砂（μ = 0.25），总承载力降到 303.8 kN，降幅一成七——摩擦面处理是这类连接的命门。

角焊缝连接GB 50017-2017 §11.2

角焊缝按有效厚度 he = 0.7hf 计算受力面积。侧面焊缝主要受剪，正面焊缝受力方向垂直于焊缝长度、承载力可提高 βf = 1.22 倍。

取值 3 ~ 40；宜 ≥ 1.5√t 且 ≤ 1.2t（t 为较薄板厚）
取值 8 ~ 20000；应 ≥ 8hf 且 ≥ 40mm，侧焊缝 ≤ 60hf
焊条须与母材匹配（E43 / E50 / E55）
取值 0.1 ~ 100000；荷载设计值
同一连接中侧焊缝与正焊缝并用时，宜分别验算
同时给出该段焊缝的承载力设计值

算法：有效厚度 he = 0.7hf；侧面焊缝 τ = N /（he·lw），承载力按 0.85ffw 计；正面焊缝 σ = N /（βf·he·lw），βf = 1.22。填写的 lw 应为扣除起落弧后的计算长度。

用 法 示 例

示例输入
焊脚　hf = 8 mm
长度　lw = 250 mm
钢材　Q345（ffw = 200）
作用力　N = 200 kN
类型　侧面角焊缝
预期结果
he = 0.7×8 = 5.6 mm，受力面积 5.6×250 = 1400 mm²。
τ = 200×10³ / 1400 ≈ 142.9 N/mm²，小于 200，满足。
承载力设计值 ≈ 238 kN（0.85×200×1400）。
注意 lw = 250 已在 8hf = 64 与 60hf = 480 之间，构造合规。
本页四项验算均为方案阶段的快速核算：受弯不含整体稳定与局部稳定验算，受压不含弯矩作用下的压弯验算，螺栓不含孔壁承压与净截面强度，焊缝不含偏心受力。正式出图请以审定通过的结构计算软件复核，并满足规范的全部构造要求。