压型钢板计算手册簿

1、本软件针对压型钢板、铝合金板进展截面承载力、挠度、施工荷载与排水能力进展验算。在计算过程中，压型板按受弯构件考虑，主要遵循GB50018-2002冷弯薄壁型钢结构技术规 X中关于压型钢板计算的条文规定、GB 50429-2007 铝合金结构设计规 X中关于铝合金压型板相关的计算条文规定与冷 弯薄壁型钢结构设计手册中关于屋面排水计算的相关条文。压型板截面计算过程中，考虑到其实际的受 力情况，所以选择了在一个波距X围内进展验算。因为无论是屋面板、墙面板或者是楼承板其实际作用过程中，均是多块板横向搭接成为整体，所以选择其中一个波距来进展计算更贴近于压型板实际工作状态下 的受力情况。压型板根据建筑结构

2、静力计算手册计算各验算点的弯矩与剪力情况。压型板的计算过程主要包含以下几个方面：毛截面惯性矩的计算、加劲肋是否有效的判别、腹板剪应力承 载能力计算、支座处腹板局部受压承载力验算、跨中位置最大正负弯矩和剪力作用下截面承载力验算、支 座位置最大负正弯矩和支座反力下截面承载力验算、最大正负挠度验算、屋面板排水能力验算。上述承载 力验算过程中均包含该种情况下该位置的有效截面宽度的验算。计算采用的组合情况如下：1.2 恒 +1.4 活；1.0恒-1.4负风吸；1.2恒+1.4正风压；1.2恒+1.4 活+0.84 正风压；1.0恒+1.4 活-0.84 负风吸；1.2恒+0.98 活+1.4 正风压；1

3、.0恒+0.98 活-1.4负风吸；1.2恒+1.0施工屋面板；1.2恒+1.4活载楼面均布施工荷载楼承板；1.2恒+1.4施工楼面集中施工荷载楼承板。一：压型钢板一板材力学参数确实定对于规X中已给出抗拉、抗剪强度设计值的材料牌号，我们按规X中数值采用，如 Q235、Q345等。对现今压型板常用的冷轧板牌号如G300、G550等，规X没有给出明确的抗拉、抗剪强度设计值，厂家在供货的时候仅提供材料的屈服强度为300 N/mm 2、550 N/mm 2，所以我们根据冷弯薄壁型钢结构技术规X条规定，取抗力分项系数厂F1，计算其抗拉强度设计值，抗剪强度设计值按抗拉强度设计值除以!计。二截面惯性矩的计算

4、软件根据截面几何形状，通过线积分的方法求得截面的惯性矩。在计算过程中忽略了腹板上的一些加劲措 施，但上下翼缘的加劲肋是考虑在其中的，其计算结果经过测试满足实际计算要求。用户也可以通过 AutoCAD对需计算的板型直接查询面域特性得到截面惯性矩，并可与软件计算所得相比拟。三上下翼缘加劲肋是否有效的判别冷弯薄壁型钢结构技术规X条，受压翼缘纵向加劲肋的规定：因我们计算过程中取中间一个有效波距进展计算，所以无需考虑边加劲肋的作用效果，仅考虑中间加劲肋 的判别。针对中间加劲肋：其中：代表中间加劲肋截面对平行于被加劲板件截面之重心轴的惯性矩；叽代表被加劲的子板件的宽度；F代表板件的厚度。其中对 人理解如下

5、：力口劲肋截面对自身重心轴的惯性矩，重心轴为平行于被加劲板件的重心轴，其数值可以通过线积分的方法得到。当中间加劲肋满足上述要求时，认定加劲肋有效；当不满足要求时，忽略加劲肋的作用，按无肋板考虑。四板件截面是否失效的判别均匀受压翼缘、不均匀受压腹板是否失效需根据其所处位置在该工况组合下经过验算确定。受拉翼缘按全截面有效考虑。五受压板件截面有效宽厚比计算的分类情况与计算原理冷弯薄壁型钢结构技术规 X条规定如下：压型钢板受压翼缘的有效宽厚比应按如下规定采用：因我们计算过程中取中间一个有效波距进展计算，所以无需考虑边加劲板件的计算。两纵边均与腹板相连，或一纵边与腹板相连、另一纵边与符合条要求的中间加劲

6、肋相连的受压翼缘，两纵边均与腹板连接即我们所说的加劲板件，按规X给岀的计算方法计算。一纵边与腹板相连、另一纵边与符合条要求的中间加劲肋相连的受压翼缘，可按加劲板件由本规 X第条确定其有效宽厚比。但当两纵边均与中间加劲肋相连的子板件的计算方法规X中并没有明确给岀。现实中这局部的计算对整个板型来说也是非常重要的，在现有的新板型中，也会出现多个加劲肋的情况，而规X中给出的应该是只有一个中间加劲肋的情况，对其他多肋的情况未有提与。针对这个问题，我们参照澳大利亚冷弯薄壁型钢AS-NZS-4600-1996 规X第2.5条。对其中多个加劲肋局部的计算方法，我们归纳如下：当出现多个有效的中间加劲肋的时候软件

7、默认为加劲肋均分被加劲板件：1、受压翼缘两侧均与腹板相连，当中间有多个加劲肋加劲肋满足条件要求时，与腹板相连的第一子板 件被加劲板件如果局部失效同理，因为加劲肋之间的间距相等，所以如果第一子板件局部失效，那 么其他各段子板件在均匀受压的情况下也必然出现局部失效的情况，如此仅离腹板最近的两个加劲认为 有效，其他各中间加劲肋的加劲效果忽略，也就是离腹板最近的两个加劲肋之间的翼缘局部认为是平板， 按两边支承板件计算其有效宽度；2、有多个加劲肋加劲肋满足条件要求时，当第一子板件全截面有效时，其他子板件也是全截面有效等 距，我们可以说中间加劲肋密集布置，加劲肋足够近，这时可以用折算厚度的概念来代替此有加

8、劲板件。为加劲板件子板件与加劲肋一起对其自身中和轴的截面惯性矩;°为受压翼缘宽度;4是折算后的厚度。后续的计算有效截面惯性矩时同样用人即可。加劲肋数量大于等于 2上述两种情况在中国冷弯薄壁型钢结构技术规X中没有提与，所以此处我们加以引用，实际计算时根 据折算后的厚度人来再次计算其有效宽度、与截面的有效截面惯性矩。这里我们之所以对其加以考虑，主 要是因为会出现以下这种情况：翼缘板的板幅较宽，同时加劲肋也比拟密集的情况下，我们不该很主观的认为其全部有效，这里利用折算厚度的概念的话如此更加清晰准确。软件计算过程中，用澳大利亚冷弯薄壁型钢 AS-NZS-4600-1996 规X第2.5条补充

9、中国冷弯薄壁型 钢结构技术规X中未提与的局部，这样就可以根本包含压型钢板加劲肋计算的所有情况。这里仅是软件制 作组针对压型钢板计算方法的理解，并加以整理。同时也希望国标冷弯型钢规X可以进一步完善，更明确的给岀上述规X中未提与到的加劲肋之间的子板件计算情况，以与加劲肋密集的较宽板失效宽度的计算方 法，和列岀各种现今适用的冷轧板的强度设计值或其强度设计值的计算方法，以使其可以计算现今新产品 的所有型号，也使规X具有更好的适应性，同时也使现在的新的板型计算也能更加有据可依。六有效宽厚比的计算有效宽厚比计算是在指定位置指定工况组合情况下的计算，各受力点在同一组合下失效情况各不一样，同一受力点在不同组合

10、情况下也各不一样。按冷弯薄壁型钢结构技术规X条执行：加劲板件、局部加劲板件、非加劲板件的有效宽厚比按如下公式计算12当当忌为板件宽度'为板件厚度m为计算系数，“1巧°1印，当叶；D时皿按1.15取。申为压应力分布不均匀系数, 假如妙°,如此丄T巧0 1叩，假如旷0 ,如此心-115。九为板件受压区宽度hb =当八0时，久孙；当叶°时，°1讲。芝为板件受压稳定系数，与板件纵边支承类型和所受应力的分布情况有关工为板组约束系数，与邻接板件的约束程度有关，假如不计相邻板件的约束作用时取此处老规X中给岀的值均按1考虑，与新规X比拟后得岀老规X偏保守的结论。

11、在对无肋型压型板的计算中，对1的计算方法在新规 X中是明确的，但是对有肋型压型板的计算中，对加劲肋对被加劲板件的约束作用并没有给出明确的计算方式。同时由于新板型的不断推出，加劲肋的形式多样化，有折角型V字型，有U字型，有宽度较大的加劲肋等等，其约束方式很难界定，其自身的受压稳定系数也难以计算，所以此处我们仍按老规 X*=1来考虑，计算结果偏安全。同时希望新规X中对现今流行的加劲方式的板组 约束系数给出更为明确的计算方法。V为板件受压稳定系数忙按冷弯薄壁型钢结构技术规 X562条中加劲板件情况下计算:对于加劲板件： 当1卩°时，+ 4呵zO>yr> -1 r = 7_8-6

12、+9.78(7 2H当日寸， 此时W为压应力分布不均匀系数，当小于 -1时，按-1取。X565条求出失效位置截面受拉局当岀现局部截面失效的情况时，根据冷弯薄壁型钢结构技术规 部全部有效。针对压型板的受力形式，可以知道上下翼缘为均匀受压或者受拉，受拉时全截面有效，腹板为非均匀受力,不均匀受压时可按均匀受压时压应力分布不均匀系数为图中bel、be2按如下方法计算对于加劲板件：当叶°时辂。也為一七有效截面惯性矩的计算当截面岀现失效时，应再次计算截面有效局部的惯性矩注：中和轴位置改变，板局部失效，软件以线积 分方法计算，并以有效截面特性代替毛截面特性，验算压型板截面承载力与挠度是否满足要求。

13、八截面承载力的计算1、根据冷弯薄壁型钢结构技术规X条进展压型板的剪应力的验算：<100当E时久*为腹板实际展开宽度，腹板的平均剪应力85501应满足如下要求："7=/855000>100f时，腹板的平均剪应力2应满足如下要求:为腹板实际展开宽度J为腹板的剪切屈曲临界剪应力为腹板的高厚比2、根据冷弯薄壁型钢结构技术规X条进展压型板支座处腹板局部受压承载力验算:支座反力&二為 曲冬J?壬云其J6亦口）x 24十炉打心为一块腹板的局部受压承载力设计值。內 为系数，中间支座取 0.12，边支座取0.06。/为强度设计值£为腹板厚度也为材料弹性模量2为支座处支承长

14、度，中跨位置可以取支承构件宽度日为腹板倾角3、根据冷弯薄壁型钢结构技术规 X条进展压型钢板同时承受弯矩 M和支座反力R的截面承载 力验算：其中吐。为截面的弯矩承载力设计值。需根据所在位置的截面有效特性求得。在 此M与R同时作用的位置必在支座处，所以此处的眄为支座反弯位置的有效截面模量。为支座的反弯矩。疋与心按前面的方法求得。4、根据冷弯薄壁型钢结构技术规X条进展压型钢板同时承受弯矩 M和剪力V的截面承载力验其中8550855000>100当f时:其中 吐吧/。陆 为截面的弯矩承载力设计值。眄 需根据M所在位置的截面有效特征求得。在此m与V同时作用的位置区段 X围内，其截面有效特性也相应变

15、化。这里我们将此计算简化，弯矩作用位置取最大弯矩位置，剪力取最大剪力位置，按规X要求是取构件弯矩与剪力共同作用的同一点的最大值来判断。通过认为判断，弯矩作用起绝对控制，剪力作用很小，所以我 们简化此计算方法，利用两个作用点的极值求解，计算结果偏安全。5、根据冷弯薄壁型钢结构技术规X条进展跨中最大弯矩位置检修或施工集中荷载总值为I.OkN验算：施工荷载验算过程类同上述 4个步骤，单波距计算时，施工荷载集中力计算公式如下：其中F当为屋面施工荷载时按1.0KN考虑，当为楼承板时按用户实际输入为准，叮为折算系数，当屋面板计算时按0.5考虑，当楼面板计算时,，b为钢承板单波距九压型板挠度的计算计算挠度所

16、用的有效截面应按荷载标准值组合例如恒活组合需用1.0恒+1.0活来重新计算产生的应力确定。挠度限值：屋面板：当坡度1/20 时限值为1/250 ；当坡度1/20 时限值为1/200。墙面板：限值为1/150。楼承板：限值为1/200。挠度计算采用有效截面惯性矩，计算公式为：均布荷载集中荷载为系数，按静力计算手册计算确定。其他计算过程类同上述四七的计算过程。二：铝合金板压型铝合金屋面板的计算方法类同于压型钢板，但其采用的是有效厚度的概念，而非压型钢板的有效宽度 的概念。铝合金板的计算依照GB50429-2007铝合金结构设计规 X。1、根据选用的铝合金牌号与状态确定其根本力学性能参数。弹性模量

17、70000 N/mm2，剪变模量 27000 N/mm2，泊松系数 0.3。弱硬化：状态为T6的铝合金材料为弱硬化合金。强硬化：状态为除T6以外的其他铝合金材料为强硬化合金。当构件截面受压板件有效宽度小于下表限值时，板件全截面有效。计算板件宽厚比时，需采用的板件宽度 应采用板件净宽，即应为扣除相邻板件厚度后的剩余宽度。2、受压板件全部有效的最大宽厚比豪S.2. 1-1 妥压腹悴全删有处的跟夬贾障忧j ；i 祐lu.j jjtn w it a ni.Z i为和曲助惜肝秦神"应搐二瓷五羡对r不帝订苦勒旳犢门，八3 k 4偽比屮#幻彳出幻受片悄起的林件園部岳宜岳诜"描苇N 2.5

18、 亲采巾一轉f曲卽世堆抵竹話 I. !时！馆抑板件求中何和摘瞬P! 飢 头讨厂I加跡阿件吨边耀加曲闪什N.讥I為wmm仁駅眼拎l：&H曲H22/H32I轧割板庞轧喘M)611l!K H：iiI山：?孔制扳冷轧带H2? H.C 榜轧帶讣HH2I 1( 1恻轧挣轧榊*1割拥、睜虬帶 |细7阴牝机恂轧帮円、衿让齢 "上；XI ”0.:电宜祈比伪 钟反应力r,( n*i)"tnm 冷礼带0丄I. m1* 轧坍郴"吟札曙17对加劲肋修正系数按如下规定计算无加劲时取1： b为被加劲板件净宽。为加劲肋修正系数，根据 GB50429-2007铝合金结构设计规 X第526条

19、计算:对于有一个等间距中间加劲肋的中间加劲板件对于有两个等间距中间加劲肋的中间加劲板件帀=14吗士屯丿 对于有两道以上中间加劲肋的中间加劲板件，宜保存最外侧两道加劲肋，并忽略其余加劲肋的加劲作用， 按有两道加劲肋的情况计算。t表示加劲肋所在板件的厚度，也即加劲肋的等效厚度c表示加劲肋的等效高度。等效的原如此是：加劲肋对其所在板件中平面的截面惯性矩与等效后的截面惯 性矩相等。k h入，丄在屋面板均为均匀受压情况下，紀取13、当受压板件宽度比大于上表规定的限值时，加劲板件、非加劲板件、中间加劲板件、边加劲板件的有效 厚度按GB50429-2007铝合金结构设计规 X第523条计算。当构件截面中受压

20、板件宽厚比大于表5.2.1-1规定的限值时，加劲板件、非加劲板件、中间加劲板件与边缘加劲板件的有效厚度应按下式计算：对于非双轴对称截面中的非加劲板件或边缘加劲板件，人还应满足:匚为考虑局部屈曲的板件有效厚度 t为板件厚度 6、为计算系数按表取值 因板横向搭接成为整体，所以不考虑边加劲板件或非加劲板件的有效厚度计算。A s. J计算廉敕的円，的取值扣勁糧科屮測加拘擁悴 I I切冷植计却川戲机忡 疑独 ' 址化#V 隍卜-_! i -4）弊按1iL.二_1-匸 14 0 10. 3(K S工NCL b£ 91+ !J_(X 9i. a亠y1L ”_知鹼比a $0. 7o.卩-.

21、2为板件的换算柔度系数受压加劲板件、非加劲板件的弹性临界屈曲应力应按下式计算:加劲板件:8_2監当人士常0时， +1_05 当0>> -1 时 IT = 7JJ16J2S/ +9.78p3当旷:1时，上一吗吻T诃申为压应力分布不均匀系数,CTMa-W为受压板件边缘最大压应力，取正值1为受压板件另一边缘的应力，取压应力为正，拉应力为负R为铝合金材料泊松比，门b为板件净宽t为板件厚度均匀受压的中间加劲板件的弹性临界屈曲应力计算应符合如下规定:人“为均匀受压板件局部稳定系数，对于中间加劲板件=4。为加劲肋修正系数，用于考虑加劲肋对被加劲板件抵抗局部屈曲或畸变屈曲的影响。计算方法按前面所

22、述。匚，并取各板件的最小有效厚度。4、 根据GB50429-2007铝合金结构设计规 X第11章，铝合金板受压翼缘的有效厚度计算按如下规 定采用：两纵边均与腹板相连且中间没有加劲的受压翼缘，可按加劲板件由规X中条确定其有效厚度。两纵边均与腹板相连且中间有加劲的受压翼缘，可按中间加劲板件由规X中条确定其有效厚度。当加劲肋多于两个时，可忽略中间局部加劲肋的有利作用。铝合金面板中腹板的有效厚度按规X5.2节进展计算。5、 铝合金压型板的挠度限值按1/180控制，计算方法类同压型钢板。6、对集中力的检修荷载计算方法同压型钢板。7、铝合金板承载力的验算1铝合金面板的强度可取一个波距的有效截面做为受弯构件

23、按如下规定计算:其中叭眄/"为截面的弯矩承载力设计值。眄为有效截面模量，需根据“所在位置的截面有效特性求得。刈为截面所承受的最大弯矩。2丨铝合金面板中腹板的剪切屈曲应按如下公式计算：£为腹板平均剪应力为腹板的剪切屈曲临界应力人为抗剪强度设计值人17为名义屈服强度h1为腹板高厚比3铝合金面板支座处腹板的局部受压承载力，按下式验算：=吗xF次J7垃次卄 阿阪可丄4十甌JL为一块腹板的局部受压承载力设计值。丘为支座反力。戸"为系数，中间支座取 0.12，边支座取0.06。/为铝合金面板材料的抗压强度设计值为腹板厚度电为材料弹性模量"为支座处支承长度，中跨位置可以取10mm200mm，支座支承长度。白为腹板倾角4丨铝合金面板同时承受弯矩 M和支座反力