第一部分 钢结构型材常用公式及数值
1， 常用面积计算公式
F---面积 P---半周长 L---圆周长度 R---外接圆的半径 r---内切圆的半径 l---弧长 名称 正方形 长方形 平行四边形 三角形 梯形 正六角形 圆 计算公式 边长---a，F=a2 ,对角线---d, a=0.7071d= F1/2 ,d=1.4142a=1.4142F1/2 长---b宽---a,对角线---d, F=ab=a(d2-a2)1/2= b(d2-b2)1/2, d=(a2+b2)1/2 ,a=(d2-b2)1/2 =F/b,b=(d2-a2)1/2 =F/a 长---b 高---h F=bh,h=F/b,b=F/h 底长---b, 高---h,三边长分别为abc, F=bh/2=b((a2-( a2+b2-c2)/2b)2)1/2 P=(a+b+c)/2 则F=(P(P-a)(P-b)(P-c))1/2 上底---a 下底---b 高---h F=(a+b)h/2;h=2F/(a+b), a=2F/h-b,b=2F/h-a 边长---a,R---外圆半径，r---高，F=2.5981a2=2.5981R2=3.4641r2 R=a=1.1547r,r=0.86603a=0.86603R 直径---d,半径---r. F=πr2=3.1416r2=0.7854d2 L=2πr=6.2832r=3.1416d, r=L/(2π)=0.15915L=0.56419F1/2 d=L/π=0.31831L=1.1284F1/2 最长径距---a,最短径距---b F=πab=3.1416ab 周长的近似值：2P=π(2(a2+b2))1/2 比较精确的值：2P=π(1.5(a+b)-(ab)1/2) 内弧---a,外弧---l,半径---r, F=rl/2=0.0087266ar2 l=2F/r=0.017453ar r=2F/l=57.296l/a,a=180l/(πr)=57.296l/r 外弧---l,半径---r.高---h,弦长---c. F=(rl-c(r-h))/2,r=(c2+4h2)/(8h) 内圆半径---r，外圆半径---R，内圆直径---d，外圆直径---D,S=R-r F=π(R2-r2)= 3.1416(R2-r2)=0.7854(D2-d2) =3.1416(D-S)S=3.1416(d+S)S S=R-r=(D-d)/2 内圆半径---r，外圆半径---R，内圆直径---d，外圆直径---D, 内圆弧长---a F=aπ(R2-r2)/360=0.008727a(R2-r2)= aπ(D2-d2)/(4*360) = 0.002182a(D2-d2) 椭圆 扇形 弓形 圆环 环式扇形
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2,常用体积及表面积计算公式
表面积---S 体积----V 侧面积---M 名称 正立方体 长方体 圆柱 空心圆柱（管） 斜底截圆柱 正六角柱 正方角锥台 计算公式 边长---a，S=6a2 ,V=a3 长---b宽---a，高—h, S=2(ab+ah+bh),V=abh 直径---d,半径---r，高---h M=2πrh=πdh V=πr2 h=πd2 h/4, 内圆半径--- r1，外圆半径---r，内圆直径---d，外圆直径---D, 内圆弧长---a M=2πh(r+ r1),V=πh(r2- r12) 半径---r，长高---h，短高--- h1 M=πr(h+h1),V=πr2(h+ h1)/2 边长---a,h---高， S=5.1962a2+6ah V=2.5981a2h 顶面边长---a, 底面边长---b, h---高,斜面高--- h1 S=a2+b2+2(a+b) h1 V=(a2+b2+ab)h/3 半径---r，直径---d S=4πr2=πd2,V=4πr3/3=πd3/6 底面圆半径---r，锥体直径---l,高---h M=πrl=πr(r2+ h2 )1/2 V=πr2 h/3 底面圆半径---r，顶圆半径--- r1，锥体斜面长---l,高---h M=πl(r+ r1) V=πh(r2+ r12+ r1r)/3 球 圆锥 截头椭圆 3，常用型材理论质量（重量）计算公式 m---质量 F---断面积 L---长度
ρ----密度（比重），钢材一般取7.85 钢材断面积的计算公式 项目 1 2 3 4 5 6 7 9 钢材类别 方钢 圆角方钢 钢板，扁钢，带钢 圆角扁钢 圆钢，钢丝，圆盘条 六角钢 八角钢 钢管 等边角钢 计算公式 F= a2 F= a2 –0.8584r2 F=aδ F=aδ-0.8584r2 F=0.7854d2 F=0.866a2 =2.598s2 F=0.8284a2 =4.8284s2 F=3.1416δ(D-δ) F=d(2b-d)+0.2146(r2 -2r12) D-外径 δ-壁厚 d—边厚，B—长边宽，b--短边宽，r--内面圆角半径，r1--端边圆角半代号说明 a—边宽，r—圆角半径 a—宽度，δ—厚度r—圆角半径 d---外径 a---对边距离, s---边宽 2
10 11 12 不等边角钢 工字钢 槽钢 F=d(B+b-d)+ 0.2146((r2 -2r12) 径 F=hd+2t(b-d)+0.8584(r2 h—高度,b—腿宽,d—腰后 t—平-r12) 均腿厚,r--内面圆角半径, r1--边F=hd+2t(b-d)+0.4292(r2 端圆角半径 -r12)
4，常用材料的密度 材料名称 铸钢 钢材 低碳钢（含碳0.1%） 中碳钢（含碳0.4%） 高碳钢（含碳1%） 高速钢（含钨9%） 高速钢（含钨18%） 不锈钢（1Cr18Ni9） 不锈钢（1Cr13） 不锈钢（1Cr17）
第二部分 碳素结构钢的化学成分及力学（机械）性能
一， 牌号 Q195 Q215 碳素结构钢的化学成分（GB 700-88）
化学成分（%） 等级 --- A B A Q235 B C D Q255 Q275 A B --- 碳 0.06~0.12 0.09~0.15 0.09~0.15 0.14~0.22 0.12~0.20 ≤0.18 ≤0.17 0.18~0.28 0.18~0.28 0.28~0.38 锰 0.25~0.50 0.25~0.55 0.25~0.55 0.30~0.65 0.30~0.70 0.35~0.80 0.35~0.80 0.40~0.70 0.40~0.70 0.50~0.80 硅 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30 0.35 硫 ≤ 0.050 0.050 0.045 0.050 0.045 0.040 0.035 0.050 0.045 0.050 0.045 0.045 0.045 0.045 0.045 0.040 0.035 0.045 0.045 0.045 F,b,Z F,b,Z F,b,Z F,b,Z F,b,Z ZTZ ZTZ F,b,Z F,b,Z b,Z 磷 脱氧方法 密度(g/cm 3) 7.8 7.85 7.85 7.82 7.81 8.3 8.7 7.93 7.75 7.70 注：1，Q235 A,B级沸腾钢的锰含量上限为0.60%;沸腾钢的硅含量≤0.07%,半镇静钢的硅含量≤0.17%，镇静钢的硅含量下限为≤0.12%；钢中铬，镍，铜残余含量分别≤0.30%，经需
3
方同意，A级钢的铜含量可≤0.35%；砷残余含量≤0.080%；氧气转炉钢的氮含量≤0.008%。 2,D级钢应含有足够的形成细晶粒结构的元素。例如钢中酸溶铝的含量≥0.015%，或全铝含量≥0.020%.
3,在保证钢材力学性能符合GB 700-88规定情况下，各牌号A级钢的碳，硅，锰含量和各牌号其他等级钢碳，锰含量下限可以不作为交货条件。
二,碳素结构钢的力学性能（GB 700-88） 拉伸试验 屈服点（MPa） 牌号 钢材厚度（直径）（mm） ≤16 >16~40 >40~60 >60~100 >100~150 >150 Q195 (195) (185) Q215 215 Q235 235 Q255 255 Q275 275 205 225 245 265 --- 195 215 235 255 --- 185 205 225 245 --- 175 195 215 235 --- 165 185 205 225 抗拉强度（MPa） 315~430 335~450 375~500 410~550 490~630 伸长率δ5（%）≥ 钢材厚度（直径）（mm） ≤16 >16~40 >40~60 >60~100 >100~150 >150 33 31 26 24 20 32 30 25 23 19 --- 29 24 22 18 --- 28 23 21 17 --- 27 22 20 16 --- 26 21 19 15 (续)
冲击试验 牌号 Q195 Q215 等级 --- A B A Q235 B C D Q255 Q275 (续) 冷弯试验（试样宽度B=2a）1800 钢材厚度（直径）a（mm） 牌号 试样方向 纵 横 纵 横 纵 横 --- --- 60 0 0.5a 0.5a 1a 1a 1.5a 2a 3a >60~100 弯心直径d Q195 Q215 Q235 Q255 Q275
温度（℃） --- --- 20 --- 20 0 -20 --- 20 --- V形冲击功（纵向）（J）≥ --- --- 27 --- 27 27 27 --- 27 --- A B --- >100~200 --- --- 2a 2.5a 2.5a 3a 3.5a 4.5a 4
--- --- 1.5a 2a 2a 2.5a 3a 4a
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