钢结构构件截面设计软件用户手册 第二章 截面特性计算模块 2.1功能简介 截面特性计算模块的主要功能是实现各类焊接型截面的几何特性计算，包括 其截面面积、惯性矩、回转半径、长细比计算等。用户需要选择截面形状，根据 示意图输入截面的尺寸数据，即可得出相关的系列截面几何特性结果。 2.2 “截面特性计算”菜单 2.2.1操作说明 界面如图2.1。操作流程如下： 输入相应的截面条件：截面高度h,腹板厚度hw,上翼缘宽度b1和厚度t1,下翼 缘宽度b2和厚度t2,点击确定，便可以得出相应截面的常用截面特性。如截面积 A,重心位置ye,强弱轴的截面惯性矩Ix、Ly,上下边的截面抵抗矩Wx1、Wx2,回 转半径ix、iy 日截面特性计算 X h120 mm tfl b1100 mm b280 mm tf1 6 tf2 6 计算结果： tw 6 mm A=17.28cm^2 yc-6.604167cm (下标"1指代受压区，"2指代受拉区。） Ix=411.4941cm4 Iy-75.7944cm4. x1=73.42645cm3 胃x2-64.33784cm3 Wy=15.15888cm3 确定 清除 结束 x=4.879889cm 图2.1“截面特性计算”菜单 5
钢结构构件截面设计软件 用户手册 5 第二章 截面特性计算模块 2.1 功能简介 截面特性计算模块的主要功能是实现各类焊接型截面的几何特性计算，包括 其截面面积、惯性矩、回转半径、长细比计算等。用户需要选择截面形状，根据 示意图输入截面的尺寸数据，即可得出相关的系列截面几何特性结果。 2.2 “截面特性计算”菜单 2.2.1操作说明 界面如图 2.1。操作流程如下 ： 输入相应的截面条件：截面高度 h，腹板厚度ℎ𝑤，上翼缘宽度𝑏1和厚度𝑡𝑓1，下翼 缘宽度𝑏2和厚度𝑡𝑓2，点击确定，便可以得出相应截面的常用截面特性。如截面积 A，重心位置𝑦𝑐，强弱轴的截面惯性矩𝐼𝑥、𝐼𝑦，上下边的截面抵抗矩𝑊𝑥1、𝑊𝑥2，回 转半径𝑖𝑥、𝑖𝑦。 图 2.1 “截面特性计算”菜单
钢结构构件截面设计软件用户手册 第三章 构件计算模块 3.1功能简介 构件计算模块的主要功能是实现型钢和焊接型钢材在轴压、纯弯、压弯情况 下的强度及稳定性验算。可以直接查看构件是否满足验算要求，并根据需要导出 计算过程和结果。 3.2“轴压构件”菜单 3.2.1原理说明 a)普通热轧工字钢的轴压计算原理： ①输入普通工字钢的型号，计算长度Lx、Lv,钢号(Q235、Q345): ②根据输入的工字钢型号和钢号，直接从数据库中读出相应的截面条件、截面 特性和弹性模量E: ③计算长细比，强轴x=, ④计算相对长细比，强轴=台、层弱轴以=÷、任 ⑤计算稳定系数p,当′≤0.215时0=1-a12,当λ'>0.215时p= a2+ag+)-(a2+a+2)-4(式中a2a按规范 根据不同的曲线类型取值)： ⑥计算最大轴压，F=p·A·f(f是钢材的屈服强度设计值)。 编程流程图如下： 开始 输入条件 计算长细比和 相对长细比 计算稳定系数 结束 输出最大轴 压 计算最大轴压 图3.1热轧工字钢轴压计算流程图 b)焊接工字钢的轴压计算原理： ①输入截面条件h、b、tw、tr,计算长度Lx、Ly,截面类型（用户根据《钢结 构设计规范》(GB50017-2014)表5.1.2选择a、b、c、d),钢号(Q235、 Q345): 6
钢结构构件截面设计软件 用户手册 6 第三章 构件计算模块 3.1 功能简介 构件计算模块的主要功能是实现型钢和焊接型钢材在轴压、纯弯、压弯情况 下的强度及稳定性验算。可以直接查看构件是否满足验算要求，并根据需要导出 计算过程和结果。 3.2 “轴压构件”菜单 3.2.1 原理说明 a) 普通热轧工字钢的轴压计算原理： ①输入普通工字钢的型号，计算长度𝐿𝑥、𝐿𝑦，钢号（Q235、Q345）； ②根据输入的工字钢型号和钢号，直接从数据库中读出相应的截面条件、截面 特性和弹性模量E； ③计算长细比，强轴𝜆𝑥 = 𝐿𝑥 √ 𝐼𝑥 𝐴 ，弱轴𝜆𝑦 = 𝐿𝑦 √ 𝐼𝑦 𝐴 ； ④计算相对长细比，强轴𝜆𝑥 ′ = 𝜆𝑥 𝜋 √ 𝑓𝑦 𝐸 ,弱轴𝜆𝑥 ′ = 𝜆𝑦 𝜋 √ 𝑓𝑦 𝐸； ⑤计算稳定系数φ，当𝜆 ′ ≤ 0.215时φ = 1 − 𝛼1𝜆 ′2，当𝜆 ′ > 0.215时φ = 1 2𝜆 ′ 2 [(𝛼2 + 𝛼3𝜆 ′ + 𝜆 ′2 ) − √(𝛼2 + 𝛼3𝜆 ′ + 𝜆 ′2 ) 2 − 4𝜆 ′2 ]（式中𝛼1、𝛼2、𝛼3按规范 根据不同的曲线类型取值）； ⑥计算最大轴压，F = φ · A · f（f 是钢材的屈服强度设计值）。 编程流程图如下： 图 3.1 热轧工字钢轴压计算流程图 b) 焊接工字钢的轴压计算原理： ①输入截面条件h、b、𝑡𝑤、𝑡𝑓，计算长度𝐿𝑥、𝐿𝑦，截面类型（用户根据《钢结 构设计规范》（GB50017-2014）表 5.1.2 选择 a、b、c、d），钢号（Q235、 Q345）；
钢结构构件截面设计软件用户手册 ②根据输入的截面条件计算截面特性（截面积A,截面惯性矩Ix、y): ③接下来的计算原理同热轧工字钢部分，算出最大轴压设计值。 编程流程图如下： 开始 输入条件 计算长细比和 计算截面特性 相对长细比 结束 输出最大轴 计算最大轴压 计算稳定系数 压 图3.2焊接工字钢轴压计算流程图 3.2.2普通热轧工字钢 打开“构件计算”菜单，选择构件受力类型（轴压构件），选择构件类型（普 通热轧工字钢)，进入相应界面。 日型钢轴压 ▣回3 普通工字钢型号 Lx 0 Ly 0 钢号 ○Q235 ○9345 确定 清除 结束 计算过程 图3.3普通热轧工字钢轴压构件计算界面 具体操作流程如下： a.输入截面尺寸信息： 对于型钢：选择型号，示意图中会自动显示相应型钢的尺寸信息，单位为mm。 b.输入计算长度： 以米为单位，默认绕强轴的计算长度为Lx,绕弱轴的计算长度为Ly。对于 工字型截面，强轴为平行于上下翼缘的中荷轴，弱轴为平行于腹板的中荷轴。计 算长度需要用户根据实际支承条件，自行计算后输入。 c.选择钢号： 软件主要提供两种钢号可供选择，分别是Q235(f=235N/mm2)和Q345
钢结构构件截面设计软件 用户手册 7 ②根据输入的截面条件计算截面特性（截面积 A，截面惯性矩𝐼𝑥、𝐼𝑦）； ③接下来的计算原理同热轧工字钢部分，算出最大轴压设计值。 编程流程图如下： 图 3.2 焊接工字钢轴压计算流程图 3.2.2 普通热轧工字钢 打开“构件计算”菜单，选择构件受力类型（轴压构件），选择构件类型（普 通热轧工字钢），进入相应界面。 图 3.3 普通热轧工字钢轴压构件计算界面 具体操作流程如下： a.输入截面尺寸信息： 对于型钢：选择型号，示意图中会自动显示相应型钢的尺寸信息，单位为mm。 b.输入计算长度： 以米为单位，默认绕强轴的计算长度为 Lx，绕弱轴的计算长度为 Ly。对于 工字型截面，强轴为平行于上下翼缘的中荷轴，弱轴为平行于腹板的中荷轴。计 算长度需要用户根据实际支承条件，自行计算后输入。 c.选择钢号： 软件主要提供两种钢号可供选择，分别是 Q235（𝑓𝑦 = 235𝑁/𝑚𝑚2）和 Q345
钢结构构件截面设计软件用户手册 (f=345N/mm2)。 点击“确定”按钮，跳出结果对话框，即可显示构件的压力设计值以及此压 力下对应的弯曲轴。点击“清除”按钮，将清空输入的数据。点击“结束”按钮， 关闭该对话窗口。点击“计算过程”按钮，可以在初始界面中显示计算过程。 3.2.3焊接工字钢 打开“构件计算”菜单，选择构件受力类型（轴压构件），选择构件类型（焊 接工字钢)，进入相应界面。 日焊接轴压 ▣回X h 120 mm b 120 mm tw 6 mm tf 6 mm Ix 6 m Ly 6 m 截面类型一x方向 ○aob0c○d 截面类型一y方向 @a●b@c@d 钢号 确定清除 结束 ○9235 ○0345 计算过程 图3.4焊接工字钢轴压杆件计算界面 具体操作流程如下： a.输入截面尺寸信息： 对于焊接型工字钢：根据示意图，输入基本尺寸信息，如宽度b、高度h、 翼缘厚度tf、腹板厚度tw,单位为mm。 b.输入计算长度： 以米为单位，默认绕强轴的计算长度为Lx,绕弱轴的计算长度为Ly。对于 工字型截面，强轴为平行于上下翼缘的中荷轴，弱轴为平行于腹板的中荷轴。计 算长度需要用户根据实际支承条件，自行计算后输入。 c.选择截面类型： 用户需要根据翼缘板厚、截面形式和对应轴，选择相应的截面类型，分为、 b、c、d四类。具体内容可参照钢结构设计相关规范。 d.选择钢号： 软件主要提供两种钢号可供选择，分别是Q235(f=235N/mm2)和Q345 (f=345N/mm2)。 8
钢结构构件截面设计软件 用户手册 8 （𝑓𝑦 = 345𝑁/𝑚𝑚2）。 点击“确定”按钮，跳出结果对话框，即可显示构件的压力设计值以及此压 力下对应的弯曲轴。点击“清除”按钮，将清空输入的数据。点击“结束”按钮， 关闭该对话窗口。点击“计算过程”按钮，可以在初始界面中显示计算过程。 3.2.3 焊接工字钢 打开“构件计算”菜单，选择构件受力类型（轴压构件），选择构件类型（焊 接工字钢），进入相应界面。 图 3.4 焊接工字钢轴压杆件计算界面 具体操作流程如下： a.输入截面尺寸信息： 对于焊接型工字钢：根据示意图，输入基本尺寸信息，如宽度 b、高度 h、 翼缘厚度 tf、腹板厚度 tw，单位为 mm。 b.输入计算长度： 以米为单位，默认绕强轴的计算长度为 Lx，绕弱轴的计算长度为 Ly。对于 工字型截面，强轴为平行于上下翼缘的中荷轴，弱轴为平行于腹板的中荷轴。计 算长度需要用户根据实际支承条件，自行计算后输入。 c.选择截面类型： 用户需要根据翼缘板厚、截面形式和对应轴，选择相应的截面类型，分为 a、 b、c、d 四类。具体内容可参照钢结构设计相关规范。 d.选择钢号： 软件主要提供两种钢号可供选择，分别是 Q235（𝑓𝑦 = 235𝑁/𝑚𝑚2）和 Q345 （𝑓𝑦 = 345𝑁/𝑚𝑚2）
钢结构构件截面设计软件用户手册 点击“确定”按钮，跳出结果对话框，即可显示构件的压力设计值以及此压 力下对应的弯曲轴。点击“清除”按钮，将清空输入的数据。点击“结束”按钮， 关闭该对话窗口。点击“计算过程”按钮，可以在初始界面中显示计算过程。 3.3“受弯构件”菜单 3.3.1原理说明 a)普通热轧工字钢的受弯计算原理： ①输入普通工字钢的型号，钢号(Q235、Q345),计算长度Lx、Ly,构件上最大 弯矩Mmax,用户自己判断输入荷载形式： ②根据输入的工字钢型号和钢号，直接从数据库中读出相应的截面条件、截面特 性和弹性模量E; ③计算长细比，入y= ④根据荷载形式，利用表3.1计算等效临界弯矩系数Bb; ⑤计算截面不对称影响系数)b:双轴对称工字形截面取nb=0,加强受压翼缘的 工字形截面取nb=0.8(2ab-1),加强受拉翼缘的工字形截面取nb=2b-1, 式中b=11/(11+12),1和2分别为受压翼缘和受拉翼缘对y轴的惯性矩； ⑧计算整体稳定系数p,=A,货1+始2+l号 ⑦计算构件平面外是否满足稳定要求，M≤f时满足，反之则不满足(f是钢 材的屈服强度设计值)。 表3.1工字形截面简支梁的等效临界弯矩系数计算表 工字形截面简支梁的等效临界弯矩系数β， 项 次 侧向支承 荷载 lti ξ≤2.0 ξ>2.0 适用范围 b,h 0.69 均布荷载作 +0.13ξ 双轴对 1 上翼缘 0.95 2 跨中无侧向 用在 1.73 称及加强 下翼缘 -0.20ξ 1.33 受压翼缘 3 支承 上翼缘 0.73 1.09 的单轴对 4 集中荷载作 下翼缘 +0.18ξ 1.67 称工字形 用在 2.23 截面 -0.28ξ 5 均布荷载作 上翼缘 1.15 6 跨度中点有 双轴及单 用在 下翼缘 1.40 轴对称的 7 一个侧向支 承点 集中荷载作用在截面 工字形截 1.75 高度上任意位置 面 9
钢结构构件截面设计软件 用户手册 9 点击“确定”按钮，跳出结果对话框，即可显示构件的压力设计值以及此压 力下对应的弯曲轴。点击“清除”按钮，将清空输入的数据。点击“结束”按钮， 关闭该对话窗口。点击“计算过程”按钮，可以在初始界面中显示计算过程。 3.3 “受弯构件”菜单 3.3.1 原理说明 a) 普通热轧工字钢的受弯计算原理： ①输入普通工字钢的型号，钢号（Q235、Q345），计算长度𝐿𝑥、𝐿𝑦，构件上最大 弯矩𝑀𝑚𝑎𝑥，用户自己判断输入荷载形式； ②根据输入的工字钢型号和钢号，直接从数据库中读出相应的截面条件、截面特 性和弹性模量E； ③计算长细比， 𝜆𝑦 = 𝐿𝑦 √ 𝐼𝑦 𝐴 ； ④根据荷载形式，利用表 3.1 计算等效临界弯矩系数𝛽𝑏； ⑤计算截面不对称影响系数𝜂𝑏：双轴对称工字形截面取𝜂𝑏 = 0，加强受压翼缘的 工字形截面取𝜂𝑏 = 0.8（2𝛼𝑏 − 1），加强受拉翼缘的工字形截面取𝜂𝑏 = 2𝛼𝑏 − 1， 式中𝛼𝑏 = 𝐼1⁄（𝐼1 + 𝐼2），𝐼1和𝐼2分别为受压翼缘和受拉翼缘对 y 轴的惯性矩； ⑥计算整体稳定系数𝜑𝑏，𝜑𝑏 = 𝛽𝑏 4320 𝜆𝑦 2 𝐴ℎ 𝑊𝑥 [√1 + ( 𝜆𝑦𝑡1 4.4ℎ ) 2 + 𝜂𝑏] 235 𝑓𝑦 ； ⑦计算构件平面外是否满足稳定要求，𝑀𝑚𝑎𝑥 𝜑𝑏𝑊𝑥 ≤ f 时满足，反之则不满足（f 是钢 材的屈服强度设计值）。 表 3.1 工字形截面简支梁的等效临界弯矩系数计算表 工字形截面简支梁的等效临界弯矩系数βb 项 次 侧向支承 荷载 ξ = l1t1 b1h ξ ≤ 2.0 ξ > 2.0 适用范围 1 2 3 4 跨中无侧向 支承 均布荷载作 用在 集中荷载作 用在 上翼缘 下翼缘 上翼缘 下翼缘 0.69 + 0.13ξ 1.73 − 0.20ξ 0.73 + 0.18ξ 2.23 − 0.28ξ 0.95 1.33 1.09 1.67 双轴对 称及加强 受压翼缘 的单轴对 称工字形 截面 5 6 7 跨度中点有 一个侧向支 承点 均布荷载作 用在 上翼缘 下翼缘 1.15 1.40 双轴及单 轴对称的 工字形截 面 集中荷载作用在截面 高度上任意位置 1.75