什么是钢结构计算?

钢构件设计中,除截面屈服强度外,屈曲性能同样起控制作用:侧向支撑少的长梁受侧向扭转屈曲限制,细长柱则受弯曲屈曲或扭转屈曲限制。因此,无支撑长度、屈曲长度和截面类别与强度同样重要。

在土耳其,钢结构按《钢结构设计、计算与施工规范》(ÇYTHYE)设计,地震作用按 TBDY 2018 确定。StatiCAD 采用 ÇYTHYE 的荷载抗力系数设计法(LRFD,YDKT)。

在 StatiCAD 中,钢构件可与钢筋混凝土、砌体或木结构承重构件处于同一模型。在混合结构中,钢屋面梁、钢柱及其他附加钢构件无需另用程序即可设计。

StatiCAD 在钢结构中能做什么?

从截面指定到计算报告,涵盖钢梁和钢柱设计的全部步骤。

型钢库与截面指定

  • 内置热轧 I/H 型钢,包括 IPE、IPN、HEA、HEB、HEM 以及 HD、HL、HP
  • 按类别和名称检索,提供真实几何形状的截面预览
  • 截面与 S235、S275、S355 等钢材等级一并指定
  • 冷弯 C、Z、U 和 Sigma 型钢在轻钢模块中设计

钢梁设计

  • 受弯:屈服、非弹性和弹性侧向扭转屈曲;Lp 与 Lr 限值
  • 受剪承载力
  • 弯矩、轴力与剪力的组合作用
  • 挠度验算:L/300、L/200、L/150 或用户自定义限值

钢柱设计

  • 轴压:双轴弯曲屈曲与扭转屈曲
  • 截面长细比验算;细长截面在报告中明确标注
  • KL/r > 200 警告
  • 轴力与双向弯曲的组合作用

荷载组合

  • ÇYTHYE LRFD 竖向和风荷载组合,以及地震组合的包络
  • 每项结果均注明控制荷载组合
  • 钢结构设计组合的应用不会改变项目的荷载组合列表

屈曲长度与侧向支撑长度

  • 梁的侧向支撑长度自动取梁长,或手动输入
  • 柱的屈曲长度自动取层高(K = 1),或分别输入各轴数值
  • 偏安全取弯矩分布系数(Cb = 1.0)

三维显示与报告

  • 已指定型钢的构件在三维视图中按真实截面几何显示
  • 梁、柱报告列出截面特性、中间量(Lb、Lp、Lr、KL/r)、需求、承载力、比值及控制极限状态
  • 满足的验算以绿色标记,不满足的以红色标记
  • 土耳其语或英语报告

如何使用?

  1. 对梁和柱进行建模。
  2. 在构件属性窗口中通过“选择截面”按钮指定型钢与钢材等级。
  3. 将构件的设计类型标记为“钢”。
  4. 运行分析;钢结构设计验算在分析结束时自动完成。
  5. 在报告树中选择“钢构件报告”即可获得报告。

报告

“钢构件报告”组包含两份报告:

  • 钢梁计算:截面特性、Lb、Lp、Lr、设计弯矩与控制荷载组合、受弯承载力与极限状态、受剪、组合作用及挠度
  • 钢柱计算:截面特性、屈曲长度、长细比、轴力与受压承载力、控制屈曲模式、双向弯曲与相互作用公式
  • 每个构件给出“满足 / 不满足”结论
  • 截面图形列于截面表中

验证

钢梁与钢柱计算已逐行与手算对比:截面特性、Lp 和 Lr 限值、侧向扭转屈曲弯矩、受剪承载力、挠度、屈曲承载力及相互作用值均与手算结果完全一致。

报告在结果旁同时列出中间量,便于轻松核对每一项结果。

验证工作详情(知识库)

规范

ÇYTHYE (LRFD) TBDY 2018
哪些版本包含? 钢结构计算功能包含在 StatiCAD Ultimate 中。

常见问题

可用哪些型钢进行钢结构设计?

承载力计算适用于 IPE、IPN、HEA、HEB、HEM 以及 HD、HL、HP 等热轧 I/H 型钢。U、L、T、箱形和圆管截面同样可以指定,并显示在模型和三维视图中。冷弯型钢在轻钢模块中设计。

钢构件和钢筋混凝土构件能否在同一模型中?

可以。每个构件的设计类型(钢筋混凝土、砌体、木、钢)可单独选择;在混合结构中,钢构件在同一次分析中求解,并按各自的规范验算。

侧向扭转屈曲如何计算?

梁的侧向支撑长度自动取梁长,或手动输入。程序计算 Lp 和 Lr 限值,判定处于屈服、非弹性还是弹性侧向扭转屈曲区,并在报告中写明控制极限状态。弯矩分布系数偏安全取 Cb = 1.0。

风荷载是否参与钢结构设计?

若项目中定义了风荷载工况,ÇYTHYE LRFD 风荷载组合会加入设计。TBDY 的默认组合列表中不含风荷载;此时分析警告中会提示不存在风荷载组合。

包含在哪个 StatiCAD 版本中?

钢结构计算功能包含在 StatiCAD Ultimate 中。您可以通过免费演示版试用整个流程。

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