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1、钢结构设计规范修订 情况介绍重庆大学 魏明钟教授1 1 总总 则则l 增增加加提提到到有有关关规规范范名名称称,如如荷荷载载规规范范、冷冷弯弯薄薄壁壁型型钢钢结结构构技技术术规规范范、抗抗震震规规范范(包包括括建建筑筑抗抗震震设设计计规规范范、构构筑筑物物抗抗震震设设计计规规范范、中中国国地地震震动动参参数数区区划划图图)等等。但但防防火火规规范范是在第是在第8章章8.9.4条中提到。条中提到。l 焊缝质量级别如何取用,放焊缝质量级别如何取用,放7.1.17.1.1条。条。2 2 术语术语和符号和符号l 按按新新规规定定增增加加此此一一章章。主主要要列列出出建建筑筑结结构构设设计计术术语语和和
2、符符号号标标准准(GB/T50083-97GB/T50083-97)中中没没有有的的术术语语(如如腹腹板板“通通用用高高厚厚比比”等等),但但符符号列出较全。号列出较全。3 3 基本设计规定基本设计规定l 新增加了新增加了 3.2节节 荷载和荷载效应计算荷载和荷载效应计算l 3.2.13.2.1条条 修修订订后后的的荷荷载载规规范范将将屋屋面面均均布布活活荷荷载载标标准准值值统统一一规规定定为为0.50.5kNkN/m/m2 2(原原规规定定分分0.30.3、0.50.5、0.70.7kNkN/m/m2 2三三级级),但但注注明明“对对不不同同结结构构可可按按有有关关设设计计规规范范作作0.2
3、0.2kNkN/m/m2 2的的增增减减”。所所以以本本规规范范在在本本条条注注明明了了“对对支支承承轻轻屋屋面面的的构构件件或或结结构构,当当仅仅有有一一个个可可变变荷荷载载且且受受荷荷面面积积超超过过6060m m2 2时时,取取0.30.3kNkN/m/m2 2 ” ;对对重重屋屋面面由由于于增增加加了以永久荷载为主的组合,不再提高屋面活荷载。了以永久荷载为主的组合,不再提高屋面活荷载。3.2 荷载和荷载效应计算荷载和荷载效应计算l 3.2.13.2.1条条 结结构构的的重重要要性性系系数数 0 0,统统一一标标准准7.0.37.0.3条条注注“对对设设计计工工作作寿寿命命为为2525年
4、年的的结结构构构构件件,各各结结构构规规范范可可根根据据各各自自情情况况确确定定 0 0值值”。本本规规范范根根据据工工作作寿寿命命5050年年时时 0 01.01.0,工工作作寿寿命命5 5年年时时 0 00.90.9,故故规规定定工工作作寿寿命命2525年年取取 0 00.950.95。l 3.2.23.2.2条条 原规范对重级工作制吊车梁,将荷载规范规定原规范对重级工作制吊车梁,将荷载规范规定的横向水平荷载乘以增大系数以考虑吊车的摇摆力。现改的横向水平荷载乘以增大系数以考虑吊车的摇摆力。现改为按下式计算:为按下式计算:HK= Pkmax式中式中Pkmax为吊车轮压标准值;系数为吊车轮压标
5、准值;系数 0.1(一般软钩),(一般软钩),0.15( (抓斗、磁盘抓斗、磁盘) )和和0.2(硬钩)。(硬钩)。 根据起重机设计规范(根据起重机设计规范(GB3811-83GB3811-83),),按吊车利用按吊车利用等级(即循环次数,分为等级(即循环次数,分为U U0 0-U-U9 9等等1010级)和载荷状态(载荷级)和载荷状态(载荷谱系数谱系数K Kp p有轻、中、重、特重等有轻、中、重、特重等4 4级)综合划分吊车工作级级)综合划分吊车工作级别为别为A1A1 A8A8级。本规范所指轻级工作制即级。本规范所指轻级工作制即A1A1 A2A2级;中级为级;中级为A4A4 A5A5级;重级
6、为级;重级为A6A6 A8A8级(其中级(其中A8A8为特重级)。为特重级)。 3.2.83.2.8条条 “对对 0.10.1的的框框架架结结构构(一一般般指指无无支支撑撑纯纯框框架架)宜宜采采用用二二阶阶弹弹性性分分析析”。此此处处 N N为为所所计计算算楼楼层层各各柱柱轴轴压压力力之之和和; H H为为所所计计算算楼楼层层及及以以上上各各层层水水平平力力之之和和;h h为为所所计计算算楼楼层层的的高高度度; u u为为所所计计算算楼楼层层按按一一阶阶分析的层间侧移,此处可用位移容许值分析的层间侧移,此处可用位移容许值 u u 代替。代替。a采采用用二二阶阶分分析析时时,应应在在每每层层柱柱
7、顶顶附附加加考考虑虑假假想想水水平平力力Hni:l式式中中,Qi为为第第i楼楼层层的的总总重重力力荷荷载载设设计计值值;ns为为框框架架总总层层数数; y为为钢钢材材强度影响系数;强度影响系数;Q235钢,钢, y =1.0;Q345钢,钢, y =1.1;Q390钢钢, y =1.2;Q420钢,钢, y =1.25。b. 采用二阶分析时,框架柱的计算长度系数采用二阶分析时,框架柱的计算长度系数1.01.0。c. . 规范提出了采用二阶弹性分析时,杆端弯矩的近似计规范提出了采用二阶弹性分析时,杆端弯矩的近似计算方法算方法 M2M1b+ 2i M1s式中式中 2i M1b 、M1s 分别为框架
8、无侧移或有侧移时按一阶弹性分别为框架无侧移或有侧移时按一阶弹性 分析求得的杆件端弯矩;分析求得的杆件端弯矩; 2i 考虑二阶效应第考虑二阶效应第i层杆件的侧移弯矩增大系数。层杆件的侧移弯矩增大系数。3.3 3.3 材料选用材料选用(原规范第二章材料)(原规范第二章材料)(原规范第二章材料)(原规范第二章材料)l3.3.1条条 增增加加使使用用钢钢材材的的牌牌号号(原原规规范范有有3 3号号钢钢、16Mn、15MnV)现为:现为: Q235 ( (相当于作废的旧标准的相当于作废的旧标准的3 3号钢号钢) ) Q345 ( (相相当当于于作作废废的的旧旧标标准准的的16Mn、12MnV、14MnN
9、b、16MnRE、18Nb) ) Q390 ( (相相当当于于作作废废的的旧旧标标准准的的15MnV、15MnTi、16MnNb) ) Q420 ( (相相 当当 于于 作作 废废 的的 旧旧 标标 准准 的的 15MnVN、14MnVTiRE) ) 其中,其中,15MnVN曾曾用于九江长江大桥(栓焊铁路桥)。用于九江长江大桥(栓焊铁路桥)。3.3.53.3.5条条 增增加加Z Z向向钢钢,厚厚板板容容易易出出现现层层状状撕撕裂裂,这这对对沿沿厚厚度度方方向向受受拉拉的的接接头头来来说说是是很很不不利利的,因而需要采用厚度方向性能钢材。的,因而需要采用厚度方向性能钢材。 我我国国建建筑筑抗抗震
10、震设设计计规规范范和和建建筑筑钢钢结结构构焊焊接接技技术术规规程程中中均均规规定定厚厚度度大大于于4040mmmm时时应应采采用用厚厚度度方向性能钢材。方向性能钢材。3.3.63.3.6条条 增加耐候钢,增加耐候钢,3.4 设计指标设计指标l 钢钢材材强强度度设设计计值值为为fy/ R。 R为为抗抗力力分分项项系系数数,对对Q235钢钢, R =1.087;对对Q345、Q390和和Q420钢钢, R 1.111。 这这 样样 对对 Q345钢钢 来来 说说 , 比比 原原 规规 范范 的的16Mn( R1.087)强度设计值有所降低。原因为:强度设计值有所降低。原因为: Q345钢包括旧标准
11、的钢包括旧标准的5种钢材,统计资料不足;种钢材,统计资料不足; 近年来发现近年来发现16Mn钢质量不理想,稍厚(当钢质量不理想,稍厚(当t20 mm)就容易分层。就容易分层。 钢钢材材厚厚度度增增加加到到100100mmmm(原原规规范范3 3号号钢钢 5050mmmm,16Mn16Mn和和1515MnVMnV钢钢 3636mmmm),这这是是为为了了与与轴轴压压d d曲曲线线相相呼呼应应。其其实实,厚板的统计资料尚不够充分。厚板的统计资料尚不够充分。 普普通通螺螺栓栓的的A A、B B级级,根根据据GB5782-86GB5782-86,其其材材料料不不是是3 3号钢,而是号钢,而是8.8级,
12、现改取级,现改取f ft tb b=400N/mm=400N/mm2 2, , f fv vb b=320N/mm=320N/mm2 2。 A A、B B级级螺螺栓栓都都是是以以前前的的“精精制制螺螺栓栓”,质质量量标标准准要要求求相相同同。只只是是A A级级螺螺栓栓用用于于d d 24mm24mm和和L L(螺螺栓栓公公称称长长度度) 1010d或或L L 150mm150mm(按较小值);按较小值);d d或或L L较大者称为较大者称为B B级螺栓。级螺栓。 铆铆钉钉连连接接在在验验收收规规范范GB50205中中已已无无条条文文,在在设设计计中中规范中是否保留,意见不一致,现予保留。规范中
13、是否保留,意见不一致,现予保留。 3.4.2条条 在在“强强度度设设计计值值折折减减系系数数”中中,增增加加“无无垫垫板的单面施焊对接焊缝板的单面施焊对接焊缝0.85”。3.5 结构或构件变形的规定结构或构件变形的规定 l 正文为原则规定,具体数值规定在附录正文为原则规定,具体数值规定在附录A。l 受弯构件的挠度容许值考虑两种情况:受弯构件的挠度容许值考虑两种情况: VT恒载活荷载作用下的挠度容许值,主要恒载活荷载作用下的挠度容许值,主要 是观感要求是观感要求 VQ为活荷载作用下的挠度容许值,主要是为活荷载作用下的挠度容许值,主要是 使用要求。使用要求。l 将将吊吊车车梁梁挠挠度度改改为为一一
14、台台吊吊车车加加自自重重进进行行计计算算(相相应应挠挠度度容容许许值值有有所所调调整整)。理理由由: 符符合合“正正常常使使用用极极限限状态状态”的要求;的要求; 与多数国外规范相一致。与多数国外规范相一致。4 4 受弯构件的计算受弯构件的计算l 4.1.3条条 在在梁梁局局部部承承压压强强度度计计算算中中,将将集集中中力力在在腹腹板板边边缘缘的的分分布布长长度度改改为为(与与梁梁与与柱柱刚刚性性连连接节点一致):接节点一致): 式式中中,a为为集集中中力力支支承承长长度度;hy为为梁梁外外表表面面至至腹板边缘距离;腹板边缘距离;hR为轨道的高度。为轨道的高度。 4.2 整体稳定整体稳定l在梁
15、整体稳定计算中,将在梁整体稳定计算中,将 时采用的时采用的 改为改为 (与与薄薄钢钢规规范范协协调调)。两两者者计计算算结结果果最最大大相相差差3.2%。4.3 局部稳定局部稳定l 组合梁腹板局部稳定计算有较大变动,主要有:组合梁腹板局部稳定计算有较大变动,主要有: 对对原原来来按按无无限限弹弹性性计计算算的的腹腹板板各各项项临临界界应应力力作作了了弹弹塑性修正。如剪应力作用下,临界应力取值如图塑性修正。如剪应力作用下,临界应力取值如图1 1所示。所示。 原原各各种种应应力力共共同同作作用用下下的的临临界界条条件件公公式式来来源源于于完完全全弹弹性性条条件件,新新的的公公式式(4.3.3-1)
16、等等参参考考了了澳澳大大利利亚亚规规范等资料,适合于弹塑性修正后的临界应力。范等资料,适合于弹塑性修正后的临界应力。 无无局局部部压压应应力力且且承承受受静静力力荷荷载载的的焊焊接接工工字字形形载载面面梁梁,规定按新增加的规定按新增加的4.4节利用屈曲后强度设计。节利用屈曲后强度设计。4.3.34.3.3、4.3.44.3.4、4.3.54.3.5条条 主要修订内容:主要修订内容:(1 1)单单项项临临界界应应力力 crcr, crcr, c,c,crcr各各有有三三个个计计算算公公式式,例例如如计计算算 crcr为为4.3.3-34.3.3-3a a、b b、c c三三个个公公式式。其其中中
17、a a式式的的临临界界应应力力等等于于强强度度设设计计值值f fv v;而而c c式式为为完完全全弹弹性性的的临临界界应应力力,与与8888规规范范的的规规定定相相当当;b b式式则则为为弹弹性性到到屈屈服服之之间间的的过过渡渡。公公式式采采用用了了国国际际通通行行的的表表达达方方式式,采采用用通通用用高高厚厚 作作为为参数(见图),即参数(见图),即当当 ( (a a) )当当 ( (b b) )当当 ( (c c) )式中式中 为用于腹板受剪计算时的通用高厚比,为用于腹板受剪计算时的通用高厚比, 为为钢钢材材抗抗剪剪屈屈服服强强度度,等等于于 ; 为为腹腹板板抗抗剪剪临临界界应应力力。弹弹
18、性性范范围围 ,用用设设计计值值表表达达 。根据弹性稳定求得的临界应力根据弹性稳定求得的临界应力 ,可求得,可求得 : :当当a a/ho 1.01.0时时, ,当当a a/ho1.0时时, , 其其它它,在在弯弯曲曲正正应应力力作作用用下下的的临临界界应应力力 crcr和和在在局局部部压压应应力力作作用用下下的的临临界界应应力力 c,c,crcr情情况况与与 crcr类类似似。只只是是在在确确定定 crcr时时,屈屈曲曲系系数数取取 = =23.923.9,但但腹腹板板边边缘缘的的嵌嵌固固系系数数取取为为 = =1.661.66(受受压压翼翼缘缘扭扭转转受受到到约约束束,如如连连有有刚刚性性
19、铺铺板板、制制动动板板或或焊焊有有钢钢轨轨时时)或或1.231.23(受受压压翼翼缘缘扭扭转转未未受受到到约约束束时时),代代替替了了原原规规范范的的单单一约束系数一约束系数1.611.61。(2 2)各各种种应应力力共共同同作作用用下下的的计计算算式式,新新旧旧规规范范有有较较大大区区别别,例如仅有横向加劲肋时:例如仅有横向加劲肋时: (旧规范)(旧规范) (新规范)(新规范) 旧旧规规范范计计算算式式中中,分分母母 crcr、 c,c,crcr、 crcr均均可可超超过过屈屈服服强强度度。假假定定钢钢材材是是无无限限弹弹性性的的,加加劲劲肋肋的的间间距距由由构构造造要要求求控控制制,问问题
20、题不不大大。但但不不适适合合于于弹弹塑塑性性修修正正后后的的临临界界应应力力。新新规规范范的的计计算式较能适应新规定的经弹塑性修正的临界应力。算式较能适应新规定的经弹塑性修正的临界应力。 当当有有纵纵向向加加劲劲肋肋时时或或甚甚至至还还有有短短加加劲劲肋肋的的计计算算方方法法,均均参考了国外标准的规定。参考了国外标准的规定。4.4 4.4 组合梁腹板考虑屈曲后强度的计算组合梁腹板考虑屈曲后强度的计算l4.4.1条条 (1 1)本本节节条条款款不不适适用用于于吊吊车车梁梁,因因有有关关资资料料不不充分,多次反复屈曲可能导致腹板边缘出现疲劳裂纹。充分,多次反复屈曲可能导致腹板边缘出现疲劳裂纹。(2
21、)梁梁腹腹板板受受剪剪屈屈曲曲后后强强度度计计算算,利利用用了了张张力力场场概概念念。使使极极限限剪剪力力大大于于屈屈曲曲剪剪力力。精精确确确确定定张张力力场场剪剪力力值值需需要要算算出出张张力力场场宽宽度度,比比较较复复杂杂,为为简简化化计计算算,条条文文采采用用了了相相当于下限的近似公式。当于下限的近似公式。(3)利利用用腹腹板板屈屈曲曲后后强强度度,即即使使h0/tw很很大大,一一般般也也不不再再考考虑虑设设置置纵纵向向加加劲劲肋肋。而而且且只只要要腹腹板板的的抗抗剪剪承承载载力力不不低低于于梁梁的的实实际际最最大大剪剪力力,可可只只设设支支承承加加劲劲肋肋,而而不不设设置置中中间横向加
22、劲肋。间横向加劲肋。(4 4)利利用用腹腹板板屈屈曲曲后后强强度度后后,梁梁的的抗抗弯弯承承载载力力有有所所降降低低,但但降降低低不不多多,对对Q235Q235钢钢的的梁梁来来说说,当当h h0/tw= =200200(受受压压翼翼缘缘扭扭转转受受到到约约束束)或或h h0/tw= =175175(受受压压翼翼缘缘扭扭转转未未受受约约束束),抗抗弯弯承载力只下降承载力只下降5%5%以内。以内。(5 5)规规范范提提出出的的计计算算公公式式(4.4.1-14.4.1-1)与与欧欧洲洲规规范范EC3EC3相相同,即同,即基本计算式:基本计算式: ( (a) )当当M/Mf 1.01.0时时, ,
23、V VU ( (b) )当当V/Vu 0.50.5时时, , M Meu ( (c) )式中式中 M、V所计算区格内同一截面处梁的弯矩和剪所计算区格内同一截面处梁的弯矩和剪 力设计值。由于这是强度计算,不能像计力设计值。由于这是强度计算,不能像计 算腹板稳定那样,取为区格内的平均值;算腹板稳定那样,取为区格内的平均值; Mf梁两翼缘所承担的弯矩设计值,对双轴对梁两翼缘所承担的弯矩设计值,对双轴对 称截面梁称截面梁Mf=Afh1f(Af为一个翼缘截面积;为一个翼缘截面积; h1为两翼缘轴线间距离),规范的为两翼缘轴线间距离),规范的Mf计算式计算式 是考虑两翼缘截面不等的情况;是考虑两翼缘截面不
24、等的情况; Vu、Meu梁抗剪和抗弯承载力设计值。梁抗剪和抗弯承载力设计值。 腹板屈曲后的抗剪承载力腹板屈曲后的抗剪承载力Vu应为屈曲剪力与张力场剪应为屈曲剪力与张力场剪力之和,根据理论和试验研究,抗剪承载力设计值力之和,根据理论和试验研究,抗剪承载力设计值Vu可用可用下列公式计算:下列公式计算:当当s s 0.80.8时时 Vu=hotwfv (a)当当0.80.81.2时时 Vu=hotwfv/s s1.2 ( (c)式中式中 s s用于抗剪计算的腹板通用高厚比。用于抗剪计算的腹板通用高厚比。当当a a/ho 1.01.0时时, =4+5.34(=4+5.34(ho/a)2;当当a a/h
25、o1.0时时, 5.34+45.34+4( (h ho o/a)/a)2 2。如如果果只只设设置置支支承承加加劲劲肋肋而而使使a a/h/ho o甚甚大大时时,则则可可取取 5.345.34。 腹板屈曲后的抗弯承载力腹板屈曲后的抗弯承载力Meu腹腹板板屈屈曲曲后后考考虑虑张张力力场场的的作作用用,抗抗剪剪承承载载力力有有所所提提高高,但但由由于于弯弯矩矩作作用用下下腹腹板板受受压压区区屈屈曲曲后后,使使梁梁的的抗抗弯弯承承载载力力有有所所下下降降我国规范采用有效截面的概念来计算梁的抗弯承载力。我国规范采用有效截面的概念来计算梁的抗弯承载力。 假假定定腹腹板板受受压压区区有有效效高高度度为为 h
26、 hc c,等等分分在在h hc c的的两两端端,中中部部则则扣扣去去(1-1- )h hc c的的高高度度,梁梁的的中中和和轴轴也也有有下下降降。现现假假定定腹腹板板受受拉拉区区与与受受压压区区同同样样扣扣去去此此高高度度,这这样样中中和和轴轴可可不不变变动动,计计算算较较为为简便。简便。h hc c为腹板受压区的高度。为腹板受压区的高度。梁截面惯性矩为(忽略孔洞绕本身轴惯性矩):梁截面惯性矩为(忽略孔洞绕本身轴惯性矩):梁截面模量折减系数为:梁截面模量折减系数为:上上式式是是按按双双轴轴对对称称截截面面塑塑性性发发展展系系数数 x x= =1.01.0得得出出的的偏偏安安全全的的近似公式,
27、也可用于近似公式,也可用于 x x=1.05=1.05和单轴对称截面。和单轴对称截面。梁的抗弯承载力设计值为:梁的抗弯承载力设计值为:有有效效高高度度系系数数 ,与与计计算算局局部部稳稳定定中中临临界界应应力力 一一样样以以通通用用高高厚厚比比 作作为为参参数数,也也分分为为三三个个阶阶段段,分分界界点也与计算点也与计算 相同,即相同,即当当 时时, (a)当当 (b)当当 (c)通用高厚比通用高厚比 b b仍按局部稳定计算中公式计算,即仍按局部稳定计算中公式计算,即 (受压翼缘扭转受到约束)(受压翼缘扭转受到约束)或或 (梁受压翼缘未受到约束)(梁受压翼缘未受到约束) 任任何何情情况况,以以
28、上上公公式式中中的的截截面面数数据据Wx、Ix以以及及hc均均按按截截面全部有效计算。面全部有效计算。4.4.24.4.2条条 考虑腹板屈曲后强度的加劲肋考虑腹板屈曲后强度的加劲肋(1 1)只只设设横横向向加加劲劲肋肋(支支承承加加劲劲肋肋和和剪剪力力较较大大区区的的中中间间横横向加劲肋),但不允许在腹板单侧设置。向加劲肋),但不允许在腹板单侧设置。张张力力场场对对横横向向加加劲劲肋肋的的作作用用有有竖竖向向和和水水平平两两个个分分力力,对对中中间间横向加劲肋所受轴心压力规定为:横向加劲肋所受轴心压力规定为:s=Vuhotw cr+F式式中中,Vu即即腹腹板板屈屈曲曲后后的的抗抗剪剪承承载载力
29、力; crcr为为临临界界剪剪应应力力;F为为承承受受的的集集中中荷荷载载。上上式式比比理理论论值值偏偏大大,以以考考虑虑张张力力场场张张力力的的水平分力的不利影响。水平分力的不利影响。(2)梁梁的的支支座座加加劲劲肋肋还还承承受受张张力力场场斜斜拉拉力力水水平平分分力力Ht(参参见规范公式见规范公式4.4.22)。这样梁端构造有两个方案可供选择:)。这样梁端构造有两个方案可供选择:方方案案一一:为为了了增增加加抗抗弯弯能能力力,在在梁梁外外端端加加设设封封头头板板(图图a)。可可采采用用下下列列方方法法之之一一进进行行计计算算:将将封封头头板板与与支支座座加加劲劲肋肋之之间间视视为为竖竖向向
30、压压弯弯构构件件,简简支支于于梁梁上上下下翼翼缘缘,计计算算其其强强度度和和稳稳定定;将将支支座座加加劲劲肋肋按按承承受受支支座座反反力力R R的的轴轴心心压压杆杆计计算算,封封头头板板截截面面积积则则不不小小于于Ac=3h0Ht/(16ef),式式中中e为为支支座座加加劲劲肋肋与与封头板的距离;封头板的距离;f为钢材强度设计值。为钢材强度设计值。方方案案二二:缩缩小小支支座座加加劲劲肋肋和和第第一一道道中中间间加加劲劲肋肋的的距距离离a1( (图图b) ),使使a1范范围围内内的的 ,此此种种情情况况的的支支座座加加劲劲肋肋就就不不会会受受到到Ht的的作作用用。这这种种对对端端节节间间不不利
31、利用用腹腹板板屈屈曲曲后后强度的办法,为世界少数国家(如美国)所采用。强度的办法,为世界少数国家(如美国)所采用。实际应用发现方案二比方案一优点多,可惜规范条文中只有实际应用发现方案二比方案一优点多,可惜规范条文中只有方案一。方案二可参见陈绍藩钢结构设计原理(第二版)方案一。方案二可参见陈绍藩钢结构设计原理(第二版)(19981998年,科学出版社)一书中的年,科学出版社)一书中的7.4.57.4.5段。段。 第章 轴心受力构件和拉弯、压弯构件的计算5.1 轴心受力构件轴心受力构件l 5.1.2条条 轴心压杆的整体稳定轴心压杆的整体稳定 (1)原原规规范范将将t 40mm的的轴轴压压构构件件稳
32、稳定定归归入入c曲曲线线,不不确确切切。现现作作了了专专门门规规定定,参参见见规规范范表表5.1.22。还还增增加加了了d类类截截面面的的值值(d曲曲线线)。实实际际上上t 40mm的的轴轴压压构构件,视截面形式和屈曲方向,有件,视截面形式和屈曲方向,有b、c、d三类。三类。(2 2)单轴对称截面绕对称轴的失稳是弯扭失稳。原规范视)单轴对称截面绕对称轴的失稳是弯扭失稳。原规范视为弯曲失稳归入为弯曲失稳归入b曲线,或降低为曲线,或降低为c曲线。西建科大建议,曲线。西建科大建议,截面类别的划分只考虑截面形式和残余应力的影响,将弯截面类别的划分只考虑截面形式和残余应力的影响,将弯扭屈曲按弹性方法用换
33、算长细比换算为弯曲屈曲:根据弹扭屈曲按弹性方法用换算长细比换算为弯曲屈曲:根据弹性稳定理论,换算长细比为性稳定理论,换算长细比为式中式中 z z扭转屈曲换算长细比;扭转屈曲换算长细比; 对剪心的极回转半径;对剪心的极回转半径; e eo o剪心至形心距离。剪心至形心距离。为简化化计算,算,对单角角钢和双角和双角钢形截面建形截面建议了了 yzyz的近的近似似计算式。算式。 5.1.75.1.7条条 减小受压构件自由长度的支撑力原取用压杆的偶减小受压构件自由长度的支撑力原取用压杆的偶然剪力,现改为:然剪力,现改为:(1 1)单根柱)单根柱柱高中点有一道支撑柱高中点有一道支撑 F Fb1=N/60支
34、撑不在柱中央(距柱端支撑不在柱中央(距柱端 l) 有有m道支撑道支撑 (2 2)支撑多根柱时)支撑多根柱时支撑力支撑力 各柱压力相同时各柱压力相同时 式中,式中,n为被撑柱根数。为被撑柱根数。(3 3)以前对支撑一般按容许长细比控制截面,不计算承载)以前对支撑一般按容许长细比控制截面,不计算承载力。现在,对支持多根柱的支撑应注意计算其承载力。力。现在,对支持多根柱的支撑应注意计算其承载力。5.2 拉弯构件和压弯构件l本节本节作了一些局部修改,如:作了一些局部修改,如:(1)将取塑性发展系数)将取塑性发展系数 x= y=1.0的条件由的条件由“直接承受动力直接承受动力荷载荷载”缩小范围为缩小范围
35、为“需要计算疲劳需要计算疲劳”的拉弯、压弯构件。的拉弯、压弯构件。(2)原规范中)原规范中N/NEx,N为设计值,为设计值,NEx为弹性极限值,按为弹性极限值,按理应将理应将NEx除以抗力分项系数除以抗力分项系数 R,故将故将N/NEx改为改为N/N Ex,注明注明N Ex为参数,其值为为参数,其值为NEx/ RNEx/1.1。(3)等效弯矩系数,无横向荷载时等效弯矩系数,无横向荷载时 mx(或或 tx) =0.65+ 0.35M2/M1,取消取消“不得小于不得小于0.4”的规定。的规定。(4 4)弯矩作用平面外稳定计算式改为)弯矩作用平面外稳定计算式改为 为为调调整整系系数数,箱箱形形截截面
36、面 =0.7=0.7,其其它它截截面面 =1.0=1.0,以以避避免免取箱形截面取箱形截面 的概念不清现象。的概念不清现象。规规范范规规定定上上式式中中的的 “按按5.1.25.1.2条条确确定定”,即即表表示示弯弯矩矩作作用用于于对对称称轴轴平平面面的的单单轴轴对对称称截截面面, 应应按按考考虑虑扭扭转转效效应应的的换换算算长细比长细比 确定,这必然增加不少计算工作量。确定,这必然增加不少计算工作量。5.3 构件的计算长度和容许长细比l5.3.2条条 有有关关交交叉叉腹腹杆杆在在桁桁架架平平面面外外的的计计算算长长度度,参参考考德德国国规规范范对对压压杆杆列列出出4种种情情况况(所所计计算算
37、杆杆内内力力为为N,另另一一杆杆内力为内力为N0):): 当当 时(条文中为时(条文中为 不一定等于不一定等于 的计算式):的计算式):lNo为压力,不中断,为压力,不中断,lo=l (与原规范相同)与原规范相同)lNo为压力,中断,为压力,中断,lo=1.35 l (原规范不允许)原规范不允许)lNo为拉力,不中断,为拉力,不中断, lo=0.5l (与原规范相同)与原规范相同)lNo为拉力,中断,为拉力,中断,lo=0.5l (原规范为原规范为0.7 l)5.3.35.3.3条条 确定框架柱在框架平面内的计算长度时分为确定框架柱在框架平面内的计算长度时分为(1 1)无支撑纯框架)无支撑纯框
38、架 按按一一阶阶弹弹性性分分析析计计算算内内力力时时,计计算算长长度度系系数数 ,用用有有侧移框架柱的表查得:侧移框架柱的表查得: 采用二阶弹性分析方法计算内力时,取采用二阶弹性分析方法计算内力时,取 。(2 2)有支撑框架)有支撑框架 强强支支撑撑框框架架支支撑撑结结构构(支支撑撑桁桁架架、剪剪力力墙墙等等)的的侧侧移移刚度满足刚度满足式中式中 Sb产生单位侧倾角的水平力;产生单位侧倾角的水平力; 层间所有柱用无侧移框架柱和有侧移层间所有柱用无侧移框架柱和有侧移 框架柱计算长度算得的轴压杆稳定承载力之和。框架柱计算长度算得的轴压杆稳定承载力之和。 弱支撑框架弱支撑框架S Sb不满足上式时,柱
39、的稳定系数为不满足上式时,柱的稳定系数为式中式中 、 按无侧移和有侧移框架柱算得的稳按无侧移和有侧移框架柱算得的稳 定系数。定系数。经经规规范范管管理理组组组组织织试试算算证证明明:只只要要框框架架中中有有支支撑撑,即即使使用用不不粗的钢筋作交叉支撑也能满足强支撑框架的要求。粗的钢筋作交叉支撑也能满足强支撑框架的要求。 5.3.65.3.6条条 为新增条文为新增条文(1 1)考虑有摇摆柱时,框架柱值的增大系数。)考虑有摇摆柱时,框架柱值的增大系数。(2 2)提提出出“考考虑虑同同层层或或其其它它层层柱柱承承载载力力有有富富裕裕时时对对所所计计算算柱柱的的支支持持作作用用”和和“梁梁与与柱柱半半
40、刚刚性性连连接接时时,确确定定 值值应应考考虑虑连接特征连接特征”的原则性条文。的原则性条文。(3 3)梁梁与与柱柱半半刚刚性性连连接接,确确定定柱柱的的计计算算长长度度 时时,应应考考虑虑节点特性。节点特性。5.3.85.3.8条条、5.3.95.3.9条条 增增加加对对跨跨度度等等于于和和大大于于60m桁桁架架杆杆件件的的容容许许长长细细比比的的规规定定,这这是是根根据据近近年年大大跨跨度度桁桁架架的的实实践践经经验验作作的补充规定。的补充规定。.4 受压构件的局部稳定 l5.4.4条条 轴心受压轴心受压T形截面腹板原规定宽厚比形截面腹板原规定宽厚比 ,对对剖剖分分T型型钢钢来来说说太太严
41、严,经经西西建科大试验研究,对建科大试验研究,对T型钢腹板的宽厚比限制改为:型钢腹板的宽厚比限制改为: 轴心受压构件和弯矩使自由边受拉的压弯构件轴心受压构件和弯矩使自由边受拉的压弯构件l热轧热轧T型钢,型钢, l焊接焊接T型钢,型钢, 弯矩使腹板自由边受压的压弯构件弯矩使腹板自由边受压的压弯构件当当当当后后者者(腹腹板板自自由由边边受受压压),由由于于未未作作新新的的研研究究工工作作,仍仍保保留留原规范的规定。原规范的规定。第第6 6章章 疲劳计算疲劳计算l1对对附附录录F(原原附附录录五五)的的疲疲劳劳分分类类表表中中项项次次5“梁梁翼翼缘缘焊焊缝缝”原原规规定定为为二二级级,但但根根据据“
42、施施工工验验收收规规范范”,角角焊焊缝缝因因内内部部探探伤伤不不准准确确,不不能能达达到到二二级级。吊吊车车梁梁受受拉拉翼翼缘缘常常用用角角焊焊缝缝,这这就就产产生生了了矛矛盾盾。现现增增加加规规定定了了“三级焊缝,但外观检查符合二级三级焊缝,但外观检查符合二级”的疲劳类别。的疲劳类别。l2问题问题(1)不不出出现现拉拉应应力力的的部部位位可可不不计计算算疲疲劳劳。但但对对出出现现拉拉应应力的部位,例如力的部位,例如 、 和和 、 两两种种应应力力循循环环,都都是是150,疲疲劳劳强强度度相相同同,显然不合理。显然不合理。(2)螺螺栓栓受受拉拉时时螺螺纹纹处处的的应应力力集集中中很很大大,疲疲
43、劳劳强强度度很很低低,常有疲劳破坏的实例,但规范没有规定,应予补充。常有疲劳破坏的实例,但规范没有规定,应予补充。第第7 7章章 连接计算连接计算7.1 焊缝连接l7.1.1条条 有有关关焊焊缝缝质质量量等等级级的的选选用用,是是设设计计规规范范的的新新增增条条文文。焊焊缝缝质质量量等等级级是是原原钢钢结结构构工工程程施施工工及及验验收收规规范范GBJ205-83首首先先提提到到的的,不不过过它它只只提提到到一一、二二、三三级级焊焊缝缝的的质质量量标标准准,并并未未提提到到何何种种情情况况需需要要采采用用何何级级焊焊缝缝,而而原原设设计计规规范范GBJ17-88也也没没有有明明确确规规定定,导
44、导致致一一些些设设计计人人员员对对焊焊缝缝质质量量等等级级提提出出不不恰恰当当要要求求,影影响工程质量或者给施工单位造成不必要的困难。响工程质量或者给施工单位造成不必要的困难。 焊焊缝缝质质量量等等级级的的规规定定,大大部部份份在在设设计计规规范范有有关关条条文文或或表表格格中已有反映,但不全面不集中,现集中为一条较为直观明确。中已有反映,但不全面不集中,现集中为一条较为直观明确。(1 1)在在需需要要计计算算疲疲劳劳结结构构中中的的对对接接焊焊缝缝(包包括括T形形对对接接与与角角接接组组合合焊焊缝缝),受受拉拉的的横横向向焊焊缝缝应应为为一一级级,纵纵向向对对接接焊焊缝缝应为二级,新规范附表
45、应为二级,新规范附表E1,项次项次2 2、3 3、4 4已有反映。已有反映。(2 2)在在不不需需要要计计算算疲疲劳劳的的构构件件中中,凡凡要要求求与与母母材材等等强强的的对对接接焊焊缝缝,受受拉拉时时不不应应低低于于二二级级。因因一一级级或或二二级级对对接接焊焊缝缝的的抗抗拉强度正好与母材的相等,而三级焊缝只有母材强度的拉强度正好与母材的相等,而三级焊缝只有母材强度的85%85%。(3 3) 重重级级工工作作制制和和Q Q 50t50t的的中中级级工工作作制制吊吊车车梁梁腹腹板板与与上上翼翼缘缘之之间间以以及及吊吊车车桁桁架架上上弦弦杆杆与与节节点点板板之之间间的的T形形接接头头应应予予焊焊
46、透透,质质量量等等级级不不低低于于二二级级。本本来来上上述述焊焊缝缝处处于于构构件件的的弯弯曲曲受受压压区区,主主要要承承受受剪剪应应力力和和轮轮压压产产生生的的局局部部压压应应力力,没没有有受受到到明明确确的的拉拉应应力力作作用用,按按理理不不会会产产生生疲疲劳劳破破坏坏,但但由由于于承承担担轨轨道道偏偏心心等等带带来来的的不不利利影影响响,国国内内外外均均发发现现连连接接及及附附近近经经常常开开裂裂。所所以以我我国国7474规规(TJ17-74TJ17-74)规规定定此此种种焊焊缝缝“应应予予焊焊透透”即即不不允允许许采采用用角角焊焊缝缝;而而8888年年规规范范(GBJ17-88GBJ1
47、7-88)又又补补充充规规定定“不不低低于于二二级级质质量量标标准准”。对对新新规规范范来来说说,此此内内容容已已放放在在7.1.17.1.1条条,故故将将“构构造造要求要求”一章的这部份规定取消。一章的这部份规定取消。(4 4)对对角角焊焊缝缝以以及及不不焊焊透透的的对对接接与与角角接接组组合合焊焊缝缝,由由于于内内部部探探伤伤困困难难,不不能能要要求求其其质质量量等等级级为为一一级级或或二二级级。因因此此对对需需要要验验算算疲疲劳劳结结构构的的此此种种焊焊缝缝只只能能规规定定其其外外观观质质量量标标准准应应符符合合二二级级,此此内内容容在在设设计计规规范范GB50017GB50017疲疲劳
48、劳计计算算分分类类表表(表表E E1)项项次次5 5中中已有反映。已有反映。(5 5)关关于于本本条条提提到到的的“需需要要验验算算疲疲劳劳结结构构中中的的横横向向对对接接焊焊缝缝受受压压时时应应为为二二级级”、“不不需需要要计计算算疲疲劳劳结结构构中中与与母母材材等等强强的的受受压压对对接接焊焊缝缝宜宜为为二二级级”。在在设设计计规规范范的的其其它它条条文文中中没没有有提提到到,这这是是根根据据过过去去工工程程实实践践和和参参考考国国外外标标准准规规定定的的,例例如如美美国国钢钢结结构构焊焊接接规规范范AWS中中,对对要要求求熔熔透透的的与与母母材材等等强强的的对对接接焊焊缝缝,不不论论承承
49、受受动动力力荷荷载载或或静静力力载载,亦亦不不论论受受拉拉或或受受压压,均均要要求求无无损损探探伤伤,而而我我国国的的三三级级焊焊缝缝是是不不进进行行无无损损探探伤伤的的。由由于于对对接接焊焊缝缝中中存存在在很很大大残残余余拉拉应应力力,外外压压力力往往往往不不能能完完全全抵抵消消此此拉拉应应力力,在在某某些些情情况况(例例如如吊吊车车梁梁上上翼翼缘缘中中的的对对接接焊焊缝缝)常常有有偶偶然然偏偏心心力力作作用用(例例如如吊吊车车轨轨道道的的偏偏移移),使使名名义义上为受压的焊缝受力复杂,常难免有拉应力存在。上为受压的焊缝受力复杂,常难免有拉应力存在。7.1.3、7.1.3条条 GBJ17-8
50、8GBJ17-88规规范范规规定定角角焊焊缝缝和和不不加加引引弧弧板板的的对对接接焊焊缝缝,每每条条焊焊缝缝的的计计算算长长度度均均采采用用实实际际长长度度减减去去10mm。经经讨讨论论,此此种种不不分分焊焊缝缝大大小小取取为为定定值值的的办办法法不不合合理理,现现参参考考国外标准改为:对接焊缝减去国外标准改为:对接焊缝减去2t;角焊缝减去角焊缝减去2hf。7.1.4条条 斜角角焊缝的计算斜角角焊缝的计算两焊脚边夹角两焊脚边夹角 不等于不等于90900 0的角焊缝称为斜角角焊缝,这种的角焊缝称为斜角角焊缝,这种焊缝一般用于焊缝一般用于T T形接头中。形接头中。 与与原原规规范范一一样样,斜斜角
51、角角角焊焊缝缝计计算算时时不不考考虑虑应应力力方方向向,任任何何情情况况都都取取 f或或( f )= =1.0。这这是是因因为为以以前前对对角角焊焊缝缝的的试试验验研研究究一一般般都都是是针针对对直直角角角角焊焊缝缝进进行行的的,对对斜斜角角角角焊焊缝缝研研究究很很少少。而而且且,我我国国采采用用的的计计算算公公式式也也是是根根据据直直角角角角焊焊缝缝简简化化而而得得,不不能能用于斜角角焊缝。用于斜角角焊缝。 新新规规范范参参考考美美国国钢钢结结构构焊焊接接规规范范(AWS)并并与与我我国国建筑钢结构焊接技术规程进行协调,作了下列修改:建筑钢结构焊接技术规程进行协调,作了下列修改:(1 1)规
52、规定定锐锐角角角角焊焊缝缝两两焊焊脚脚边边夹夹角角60600 0,而而钝钝角角角角焊焊缝缝1351350 0。这这表表示示焊焊脚脚边边夹夹角角小小于于60600 0或或大大于于1351350 0的的焊焊缝缝不不推推荐荐用作受力焊缝。用作受力焊缝。(2 2)原规范规定的锐角角焊缝计算厚度取)原规范规定的锐角角焊缝计算厚度取he=0.7hf,比实比实际的喉部尺寸小,这是考虑到当际的喉部尺寸小,这是考虑到当 角较小时,焊缝根部不易焊角较小时,焊缝根部不易焊满以及在熔合线的强度较低这两个因素。现规定满以及在熔合线的强度较低这两个因素。现规定60600 0已无此已无此问题。因此,不论锐角和钝角的计算厚度
53、均统一取为喉部尺问题。因此,不论锐角和钝角的计算厚度均统一取为喉部尺寸寸he=hfcos /2。但当根部间隙(但当根部间隙(b、b1或或b2)1.5mm,则应则应考虑间隙影响,取考虑间隙影响,取 。 上上式式可可根根据据前前页页图图中中的的几几何何关关系系推推导导得得出出,图图中中垂垂直直于于斜斜边的虚线即计算厚度。边的虚线即计算厚度。(3 3)新新规规范范规规定定任任何何情情况况根根部部间间隙隙(b b、b b1或或b b2)不不得得大大于于5mm,主主要要是是图图a中中的的b b1可可能能大大于于5mm。如如果果是是这这样样,可可将板端切成图将板端切成图b的形状并使的形状并使b 5mm。对
54、对于于斜斜T形形接接头头的的角角焊焊缝缝,在在设设计计图图中中应应绘绘制制大大样样,详详细细标标明两侧斜角角焊缝的焊脚尺寸。明两侧斜角角焊缝的焊脚尺寸。7.2 紧固件(螺栓、铆钉等)连接7.2.2条条(1 1)表表7.2.2-1中中的的抗抗滑滑移移系系数数 值值作作了了一一些些修修正正,原原规规范范喷喷砂砂(丸丸)和和喷喷砂砂后后生生赤赤锈锈时时Q345、Q390和和Q420钢钢的的=0.55,实际上达不到此要求,降为实际上达不到此要求,降为0.50。(2)高强度螺栓的预拉力高强度螺栓的预拉力P,原规范取为原规范取为 式式中中考考虑虑螺螺栓栓材材质质的的不不定定性性系系数数0.9;施施工工时时
55、的的超超张张拉拉0.9;拧紧螺帽时螺杆所受扭转剪应力影响系数;拧紧螺帽时螺杆所受扭转剪应力影响系数1.2。由由此此得得出出的的8.88.8级级螺螺栓栓的的P P,使使抗抗剪剪承承载载力力有有时时(当当 0.40.4时时)比比同同直直径径的的粗粗制制螺螺栓栓还还低低,不不合合理理,且且与与薄薄钢钢规规范范的的规规定定不不协协调,现改为调,现改为由由于于高高强强度度螺螺栓栓材材料料无无明明显显的的屈屈服服点点,用用抗抗拉拉强强度度f fu u代代替替f fy y再补充一个系数再补充一个系数0.90.9是适宜的。是适宜的。(3)将同时受剪和拉力的摩擦型高强度螺栓的计算改用相将同时受剪和拉力的摩擦型高
56、强度螺栓的计算改用相关关公公式式 表表达达,实实质质与与原原规规范范未未变变,由由Nvb=0.9nfP和和Ntb=0.8P,代入后即得原规范计算式代入后即得原规范计算式Nv=0.9nf(P1.25Nt)。7.2.37.2.3条条 取消原规范取消原规范“承压型高强度螺栓连接的抗剪承载承压型高强度螺栓连接的抗剪承载力不得大于按磨擦型连接计算的力不得大于按磨擦型连接计算的1.31.3倍倍”的规定。理由为,的规定。理由为,原规范的此规定是鉴于当时使用经验不足,控制一下,使承原规范的此规定是鉴于当时使用经验不足,控制一下,使承压型在正常情况下(即荷载标准值作用下)不滑移。但国外压型在正常情况下(即荷载标
57、准值作用下)不滑移。但国外标准并没有此规定,而承压型不一定施加与摩擦型相同的预标准并没有此规定,而承压型不一定施加与摩擦型相同的预拉力,因此矛盾较多,况且现在已有使用经验。拉力,因此矛盾较多,况且现在已有使用经验。 7.3 组合工字梁翼缘连接l7.3.1条条 组合梁翼缘焊缝连接。规范规定的计算式组合梁翼缘焊缝连接。规范规定的计算式(7.3.1)与旧规范相同,式中根号内第二项指垂直于)与旧规范相同,式中根号内第二项指垂直于焊缝长度方向的应力。引入系数焊缝长度方向的应力。引入系数 f,对直接承受动力荷对直接承受动力荷载的梁载的梁 f=1.0;对承受静力载或间接承受动力载的梁对承受静力载或间接承受动
58、力载的梁 f =1.22。其实对后者来说,受有固定集中力处规定应设其实对后者来说,受有固定集中力处规定应设置支承加劲肋,此时取置支承加劲肋,此时取F=0。对前者又取对前者又取 f =1.0。所以所以公式中的公式中的 f基本上无实际价值。基本上无实际价值。 7.3.27.3.2条条 原原规规范范规规定定的的计计算算式式(7.3.27.3.2)在在右右侧侧漏漏掉掉了了在在计计算算截截面面处处紧紧固固件件数数目目n n1,新新规规范范已已加加上上。另另外外,规规范范条条文文提提出出计计算算“翼翼缘缘与与腹腹板板连连接接铆铆钉钉或或摩摩擦擦型型连连接接高高强强度度螺螺栓栓”,表表示示普普通通粗粗制制螺
59、螺栓栓和和承承压压型型连连接接高高强强度度螺螺栓栓不不得得用用于于此此种种连连接接,至至于于A A、B B级级螺螺栓栓,由由于于制制造造费费工工、装装配配困困难难,也也不不推推荐采用。荐采用。实实际际上上,公公式式(7.3.2)还还应应包包括括翼翼缘缘板板与与翼翼缘缘角角钢钢之之间间的的承承载载力力计计算算,此此时时取取F=0,S1为为翼翼缘缘板板截截面面对对梁梁中中和和轴轴的的面面积积矩。矩。7.4 梁与柱的刚性连接 在在框框架架结结构构中中,梁梁与与柱柱的的刚刚性性连连接接是是很很重重要要的的节节点点。原原规规范范没没有有本本节节内内容容,现现参参考考国国外外标标准准和和我我国国实实践践经
60、经验,增加了本节。验,增加了本节。l7.4.1条条 规规定定了了不不设设置置横横向向加加劲劲肋肋时时,对对柱柱腹腹板板和和柱柱翼缘厚度的要求。翼缘厚度的要求。 在在梁梁的的受受压压翼翼缘缘处处,柱柱腹腹板板受受有有梁梁翼翼缘缘经经过过柱柱翼翼缘缘传传给给柱柱腹腹板板的的压压力力,柱柱腹腹板板应应满满足足强强度度要要求求和和局局部部稳稳定定要求。要求。柱腹板的强度应与梁受压翼缘等强,即柱腹板的强度应与梁受压翼缘等强,即betwfc Afcfb式式中中 be柱柱腹腹板板计计算算宽宽度度边边缘缘处处压压应应力力的的假假定定分分布布长长度度。参参照照梁梁的的局局部部压压应应力力计计算算式式,取取be=
61、a+5hy,a为为集集中中压压力力在在柱柱外外边边缘缘分分布布长长度度,等等于于梁梁翼翼缘缘板板厚厚度度;hy为为自自柱柱外外边边缘缘至至柱柱腹腹板板计算宽度边缘的距离;计算宽度边缘的距离; tw柱腹板厚度;柱腹板厚度; fc柱腹板钢材抗拉、抗压强度设计值;柱腹板钢材抗拉、抗压强度设计值; Afc梁受压翼缘的截面积;梁受压翼缘的截面积; fb梁翼缘钢材抗拉、抗压强度设计值。梁翼缘钢材抗拉、抗压强度设计值。按按此此公公式式计计算算腹腹板板强强度度时时,忽忽略略了了柱柱腹腹板板所所受受竖竖向向压压力力的的影影响响。这这是是因因为为在在框框架架内内竖竖向向压压力力主主要要由由柱柱翼翼缘缘传传递递,腹
62、腹板板内内所所受竖向压应力一般较小。受竖向压应力一般较小。为为保保证证柱柱腹腹板板在在梁梁受受压压翼翼缘缘压压力力作作用用下下的的局局部部稳稳定定,应应控控制制柱柱腹腹板板的的宽宽厚厚比比,规规范范参参考考国国外外规规定定,偏偏安安全全地地规规定定柱腹板的宽厚比应满足下式规定:柱腹板的宽厚比应满足下式规定:式中式中 hc柱腹板的计算宽度;柱腹板的计算宽度; fyc柱腹板钢材屈服点。柱腹板钢材屈服点。 在在梁梁的的受受拉拉翼翼缘处,计算算柱柱的的翼翼缘和和腹腹板板仍仍用用等等强强度度准准则,柱翼,柱翼缘板所受拉力板所受拉力为:T=Aftfb 式中式中 Aft梁受拉翼梁受拉翼缘截面截面积; f f
63、b b梁钢材抗拉强度设计值。梁钢材抗拉强度设计值。 此此拉拉力力T由由柱柱翼翼缘缘板板三三个个部部份份共共同同承承担担,中中间间部部份份(分分布布长长度度为为m)直直接接传传给给柱柱腹腹板板的的力力为为fctbm(tb为为梁梁翼翼缘缘厚厚度度),余余下下部部份份由由两两侧侧各各ABCD的的板板件件承承担担。根根据据试试验验研研究究,拉拉力力在在柱柱翼翼缘缘板板的的影影响响长长度度p12tc,可可将将此此受受力力部部份份视视为为三三边边固固定定一一边边自由的板件,而在固定边将因受弯形成塑性铰。自由的板件,而在固定边将因受弯形成塑性铰。可可用用屈屈服服线线理理论论导导出出两两侧侧翼翼缘缘板板的的承
64、承载载力力设设计计值值分分别别为为P=c1fctc2式式中中c1为为系系数数,与与几几何何尺尺寸寸p、h、q等等有有关关。对对实实际际工工程程中中常常用用的的H型型钢钢或或宽宽翼翼缘缘工工字字钢钢梁梁和和柱柱,c1=3.5 5.0,可可偏偏安安全全 地地 取取 c1=3.5。 这这 样样 柱柱 翼翼 缘缘 板板 受受 拉拉 时时 的的 总总 承承 载载 力力 为为23.5fctc2+fctbm。考考虑虑到到柱柱翼翼缘缘板板中中间间和和两两侧侧部部份份刚刚度度不不同同,难难以以充充分分发发挥挥共共同同工工作作,可可乘乘以以0.8的的折折减减系系数数后后再再与与拉拉力力T相相平平衡,即衡,即 即即
65、 在上式中,括号内第二项在上式中,括号内第二项 ,按统计分析,此项的最小值为按统计分析,此项的最小值为0.15,以此代入,即得,以此代入,即得当当梁梁柱柱刚刚性性连连接接处处不不满满足足上上述述公公式式的的要要求求时时,应应设设置置柱柱腹腹板板的的横横向向加加劲劲肋肋。在在高高层层民民用用建建筑筑钢钢结结构构技技术术规规程程JGJ9998中中规规定定:“框框架架梁梁与与柱柱刚刚性性连连接接时时,应应在在梁梁翼翼缘缘的的对对应应位位置置设设置置柱柱的的水水平平加加劲劲肋肋(即即横横向向加加劲劲肋肋)或或隔隔板板”。这这是是因因为为高高层层钢钢结结构构的的梁梁、柱柱一一般般受受力力较较大大,设设计
66、计经经验验认认为为,没有不需要设置柱横向加劲肋的情况。没有不需要设置柱横向加劲肋的情况。7.4.2条条 设置柱的横向加劲肋时,柱腹板节点域的计算设置柱的横向加劲肋时,柱腹板节点域的计算 节点域的抗剪强度计算节点域的抗剪强度计算在柱翼缘和横向加劲肋为边界的节点腹板区域所受的剪力在柱翼缘和横向加劲肋为边界的节点腹板区域所受的剪力: :剪应力应满足下式要求:剪应力应满足下式要求:规规范范规规定定的的计计算算式式(7.4.21)是是在在上上式式的的基基础础上上加加以以调调整整和和简化而得。简化而得。a节节点点域域的的周周边边有有柱柱翼翼缘缘和和加加劲劲肋肋提提供供的的约约束束,使使抗抗剪剪承承载力大大
67、提高。试验证明,可将节点域抗剪强度提高到载力大大提高。试验证明,可将节点域抗剪强度提高到 。b. .在在节节点点域域中中弯弯矩矩的的影影响响较较大大,剪剪力力的的影影响响较较小小。如如果果略略去去剪剪力力项项使使算算得得的的结结果果偏偏于于安安全全20% 30%,但但上上式式中中没没有有包包括括柱柱腹腹板板所所受受轴轴压压力力对对抗抗剪剪强强度度的的不不利利影影响响,一一般般柱柱腹腹板板轴轴压压力力设设计计值值N与与其其屈屈服服承承载载力力Ny之之比比N/Ny20mm(ISO为为t16mm,前前苏苏联联为为25mm,建建议议取取t20mm)的的角角焊焊缝缝应应采采用用收收缩缩时时不不易易引引起
68、起层层状状撕撕裂裂的构造。的构造。 层层状状撕撕裂裂是是垂垂直直于于轧轧制制钢钢材材厚厚度度方方向向的的一一种种开开裂裂现现象象。因因为为焊焊缝缝收收缩缩使使附附近近金金属属产产生生很很大大应应变变和和应应力力集集中中,所以焊接接头中很容易产生层状撕裂。所以焊接接头中很容易产生层状撕裂。8.2.48.2.4条条 根根据据美美国国AWSAWS的的多多年年经经验验,凡凡不不等等厚厚(宽宽)焊焊件件对对焊焊连连接接时时,均均在在较较厚厚(宽宽)焊焊件件上上做做成成坡坡度度不不大大于于1/2.51/2.5(ISOISO为为不不大大于于1/11/1)的的斜斜角角。为为减减少少加加工工工工作作量量,对对承
69、承受受静静态态荷荷载载的的结结构构,将将原原规规范范规规定定的的斜斜角角坡坡度度不不大大于于1 14 4改改为为不不大大于于1 12.52.5,而而对对承承受受动动态态荷荷载载的的结结构构仍仍为为不不大大于于1 14 4,不不作作改改变变。因因为为根根据据我我国国的的试试验验研研究究,不不论论改改变变宽宽度度或或厚厚度度,坡坡度度用用1:81:41:81:4接头的疲劳强度与等宽、等厚的情况相差不大。接头的疲劳强度与等宽、等厚的情况相差不大。8.2.68.2.6条条 两两焊焊脚脚边边夹夹角角 135135(原原规规范范为为120120)时时,焊焊缝缝表表面面较较难难成成型型,受受力力状状况况不不
70、良良;而而 6060的的焊焊缝缝施施焊焊条条件件差差,根根部部将将留留有有空空隙隙和和焊焊渣渣;已已不不能能用用7.1.47.1.4条条的的规规定定来来计计算算这这类类斜斜角角角角焊焊缝缝的的承承载载力力,故故规规定定这这种种情情况况只只能能用用于于不不受受力力的的构构造造焊缝。但钢管结构有其特殊性,不在此限。焊缝。但钢管结构有其特殊性,不在此限。8.2.78.2.7条条 侧侧面面角角焊焊缝缝所所受受的的剪剪应应力力,在在弹弹性性阶阶段段沿沿长长度度的的分分布布很很不不均均匀匀,两两端端大大中中间间小小。侧侧焊焊缝缝愈愈长长,应应力力集集中中系系数数(最最大大剪剪应应力力 f max与与平平均
71、均剪剪应应力力 f m与与之之比比)愈愈大大。由由于于侧侧面面角角焊焊缝缝有有良良好好的的塑塑性性,在在荷荷载载作作用用下下,只只要要焊焊缝缝不不是是过过长长,其其两两端端点点达达到到屈屈服服极极限限以以后后继继续续加加载载,应应力力会会逐逐渐渐拉拉平平,直直使使全全焊焊缝缝长长度度同同时时达达到到强强度度极极限限而而破破坏坏。但但是是,若若焊焊缝缝长长度度很很大大时时,也也有有可可能能端端部部首首先先破破坏坏,中中部部焊焊缝缝起起不不到到应应有有的的传传力力作作用用。因因此此各各国国和和地地区区的的规规范范均均对对侧侧面面角角焊焊缝缝的的长长度度提提出出了限制。了限制。 侧侧面面角角焊焊缝缝
72、的的最最大大长长度度,原原来来对对动动力力荷荷载载作作用用下下控控制制较较严严(40hf),后后来来经经过过我我国国的的试试验验研研究究证证明明,对对静静载载或或动动载载可可以以不不加加区区别别,统统一一取取某某个个规规定定值值。现现在在国国外外亦亦都都不不考考虑虑荷荷载载状态的影响。状态的影响。8.3 螺栓连接和铆钉连接l8.3.4条条 表表8.3.4的的修修改改是是参参考考我我国国铁铁路路桥桥梁梁钢钢结结构构设设计计规规范范(1997年年征征求求意意见见稿稿)及及美美国国钢钢结结构构设设计计规规范范(AISC 1989)进进行行的的,修修改改的的主主要要内内容容及及理理由由是:是:(1)原
73、原规规范范表表中中“任任意意方方向向”涵涵义义不不清清,今今参参照照桥桥规规明明确为确为“沿对角线方向沿对角线方向”。(2)原原规规范范表表中中对对中中间间排排的的中中心心间间距距没没有有明明确确“垂垂直直内内力方向力方向”的情况,今参照桥规补充了这一项。的情况,今参照桥规补充了这一项。(3 3)原原规规范范表表中中的的边边距距区区分分为为切切割割边边和和轧轧制制边边两两类类,这这和和前前苏苏联联的的规规定定相相同同(我我国国桥桥规规亦亦如如此此)。但但美美国国AISCAISC却却始始终终区区分分为为剪剪切切边边(shear shear cutcut)和和轧轧制制边边或或气气割割(gas ga
74、s cutcut)与与锯锯割割(saw saw cutcut)两两类类。意意即即气气割割及及锯锯割割和和轧轧制制是是属属于于同同一一类类的的,从从切切割割方方法法对对钢钢材材边边缘缘质质量量的的影影响响来来看看,美美国国规规范范是是比比较合理的,现从我国国情出发,将手工气割归于剪切这一类。较合理的,现从我国国情出发,将手工气割归于剪切这一类。8.3.98.3.9条条 因因撬撬力力很很难难精精确确计计算算,故故增增加加了了对对沿沿杆杆轴轴方方向向受受拉拉的的螺螺栓栓(铆铆钉钉)连连接接中中的的端端板板(法法篮篮板板)应应适适当当增增强强刚刚度度的的构构造造要要求求(如如设设置置加加劲劲肋肋等等)
75、,以以免免有有时时撬撬力力过过大大影影响响安安全。全。8.4 结构构件l8.4.6条条 增增加加了了腹腹杆杆与与弦弦杆杆直直接接对对焊焊情情况况下下“相相邻邻腹腹杆杆连连接接角角焊焊缝缝焊焊趾趾间间净净距距不不小小于于5mm(钢钢管管结结构构除除外外)”的的规规定定,以以利利施施焊焊且且改改善善抗抗脆脆断断性性能能。钢钢管管结结构构相相贯连接节点处的焊缝连接另有详细规定,故不受此限。贯连接节点处的焊缝连接另有详细规定,故不受此限。l8.4.13条条 按我国习惯,柱脚锚栓不考虑承受剪力,特按我国习惯,柱脚锚栓不考虑承受剪力,特别是有靴梁的锚栓更不能承受剪力。但对于没有靴梁别是有靴梁的锚栓更不能承
76、受剪力。但对于没有靴梁的锚栓,国外有两种意见,一种认为可以承受剪力,的锚栓,国外有两种意见,一种认为可以承受剪力,另一种则不考虑。另外,在我国亦有资料建议在抗震另一种则不考虑。另外,在我国亦有资料建议在抗震设计中可用半经验半理论的方法适当考虑外露式钢柱设计中可用半经验半理论的方法适当考虑外露式钢柱脚(不管有无靴梁)受压侧锚栓的抗剪作用。为此,脚(不管有无靴梁)受压侧锚栓的抗剪作用。为此,将原规范的将原规范的“不得不得”改为改为“不宜不宜” 考虑。至于摩擦系考虑。至于摩擦系数的取值,现在国内外已普遍采用数的取值,现在国内外已普遍采用0.4,故列入。,故列入。 8.4.158.4.15条条 新增新
77、增“插入式柱脚插入式柱脚”的有关构造规定。的有关构造规定。当当钢钢柱柱直直接接插插入入混混凝凝土土杯杯口口基基础础内内用用二二次次浇浇灌灌层层固固定定时时,即即为为插插入入式式柱柱脚脚。近近年年来来,北北京京钢钢铁铁设设计计研研究究总总院院和和重重庆庆钢钢铁铁设设计计研研究究院院等等单单位位均均曾曾对对插插入入式式钢钢柱柱脚脚进进行行过过试试验验研研究究,并并曾曾在在多多项项单单层层工工业业厂厂房房工工程程中中使使用用,效效果果较较好好,并并不不影影响响安安装装调调正正。这这种种柱柱脚脚构构造造简简单单、节节约约钢钢材材、安安全全可可靠靠。本本条条规规定定是是参参照照北北京京钢钢铁铁设设计计研
78、研究究总总院院编编写写的的“钢钢柱柱杯杯口口式式柱柱脚脚设设计计规规定定”提提出出来来的的,同同时时还还参参考考了了钢钢管管混混凝凝土土结结构构设设计计规规程程;其其中中钢钢柱柱插插入入杯杯口口的的最最小小深深度度与与我我国国电电力力行行业业标标准准“钢钢混混凝凝土土组组合合结结构构设设计计规规程程(DLDLT5085T508519991999)”的的插插入入深深度度比比较较接接近近。而而国国家家建建材材局局“钢钢管管混混凝凝土土结结构构设设计计与与施施工工规规程程”(JCJ01JCJ018989)中中对对插插入入深深度度的的取取值值过过大大,故故未未予予采采用用。另另外外,本本条条规规定定的
79、的数数值值大大于于预制混凝土柱插入杯口的深度,这是合适的。预制混凝土柱插入杯口的深度,这是合适的。对对双双肢肢柱柱的的插插入入深深度度,北北钢钢院院原原取取为为(1 131312 2)h hc。而而混混凝凝土土双双肢肢柱柱为为(1323)hc,并并说说明明当当柱柱安安装装采采用用缆缆绳绳固固定定时才用时才用13 hc。为安全计,本条将最小插入深度改为为安全计,本条将最小插入深度改为0.5 hc。8.4.168.4.16条条 新新增增“埋埋入入式式柱柱脚脚” 和和“外外包包式式柱柱脚脚”的的有有关关构构造规定。造规定。将将钢钢柱柱直直接接埋埋入入混混凝凝土土构构件件(如如地地下下室室墙墙、基基础
80、础梁梁等等)中中的的柱柱脚脚称称为为埋埋入入式式柱柱脚脚,而而将将钢钢柱柱置置于于混混凝凝土土构构件件上上又又伸伸出出钢钢筋筋在在钢钢柱柱四四周周外外包包一一段段钢钢筋筋混混凝凝土土者者为为外外包包式式柱柱脚脚,亦亦称称为为非非埋埋入入式式柱柱脚脚。这这两两种种柱柱脚脚常常用用于于多多、高高层层钢钢结结构构建建筑筑物物。本本条条规规定定参参照照了了“高高层层民民用用建建筑筑钢钢结结构构技技术术规规程程”(JGJ99JGJ999898)以以及及冶冶金金部部钢钢骨骨混混凝凝土土结结构构设设计计规规程程(YB9082YB90829797)中中相相类类似的构造要求。似的构造要求。关关于于对对埋埋入入深
81、深度度或或外外包包高高度度的的要要求求,高高钢钢规规程程中中规规定定为为柱柱截截面面高高度度的的23倍倍(大大于于插插入入式式柱柱脚脚的的插插入入深深度度),是是引引用用日日本本的的经经验验,对对抗抗震震有有利利。而而在在钢钢骨骨混混凝凝土土规规程程中中对对此此没没有有提提出出要要求。因此,本条没有对埋深或外包高度提出具体要求。求。因此,本条没有对埋深或外包高度提出具体要求。8.5 8.5 对吊车梁和吊车桁架(或类似结构)的要求对吊车梁和吊车桁架(或类似结构)的要求l8.5.6条条 对原条文进行补充和修改的内容为:对原条文进行补充和修改的内容为: (1)将将原原来来适适用用于于简简支支吊吊车车
82、梁梁的的条条文文扩扩大大到到可可用用于于连连续吊车梁;续吊车梁; (2)明明确确规规定定了了支支座座加加劲劲肋肋和和中中间间横横向向加加劲劲肋肋的的配配置置方方式和构造要求;式和构造要求; (3)参参照照前前苏苏联联的的经经验验,规规定定了了横横向向加加劲劲肋肋的的宽宽度度不不宜宜小于小于90mm。l8.5.12条条 焊焊接接长长轨轨要要保保证证轨轨道道在在温温度度作作有有下下能能沿沿纵纵向向伸伸缩缩,同同时时不不损损伤伤固固定定件件,日日本本在在钢钢轨轨固固定定件件与与轨轨道道间间留留有有约约1mm空空隙隙,西西德德经经验验约约为为2mm,我我国国使使用用的的经验应留有一定空隙(经验应留有一
83、定空隙( 1mm)。)。8.6 大跨度屋盖结构l本本节节是是新新增增加加的的内内容容,是是我我国国大大跨跨度度房房屋屋结结构构建建设设经经验验的的总总结结,并并明明确确定定义义跨跨度度L60m的的屋屋盖盖为为大大跨跨度度屋屋盖结构。盖结构。l本本节节重重点点介介绍绍了了大大跨跨度度桁桁架架结结构构的的构构造造要要求求,其其它它结结构构形形式式(如如空空间间结结构构,拱拱形形结结构构等等)见见专专门门的的设设计计规规程或有关资料。程或有关资料。8.7 提高寒冷地区结构抗脆断能力的要求l本本节节是是新新增增加加的的内内容容,是是为为了了使使设设计计人人员员重重视视钢钢结结构构可可能能发发生生脆脆断
84、断(特特别别是是寒寒冷冷地地区区)而而提提出出来来的的。内内容容主主要要来来自自前前苏苏联联的的资资料料,同同时时亦亦参参考考了了其其它它国国内内外外的的有有关关资资料料。这这些些资资料料在在定定量量的的规规定定上上差差别别较较大大,很很难难直直接接引引用用,但但在在定定性性方方面面即即概念设计中却有一些共同规律可供今后设计中参照:概念设计中却有一些共同规律可供今后设计中参照: (1)钢结构的抗脆断性能与环境温度、结构型式、钢材厚度、)钢结构的抗脆断性能与环境温度、结构型式、钢材厚度、应力特征、钢材性能、加荷速率以及重要性(破坏后果)等应力特征、钢材性能、加荷速率以及重要性(破坏后果)等多种因
85、素有关。工作温度愈低、钢材愈厚、名义拉应力愈大、多种因素有关。工作温度愈低、钢材愈厚、名义拉应力愈大、应力集中及焊残余应力愈高(特别是有多向拉应力存在时)、应力集中及焊残余应力愈高(特别是有多向拉应力存在时)、钢材韧性愈差、加荷速率愈快的结构愈容易发生脆断。重要钢材韧性愈差、加荷速率愈快的结构愈容易发生脆断。重要性愈大的结构对抗脆断性能的要求亦愈高。性愈大的结构对抗脆断性能的要求亦愈高。 (2 2)钢钢材材在在相相应应试试验验温温度度下下的的冲冲击击韧韧性性指指标标目目前前仍仍被被视视作作钢材抗脆断性能的主要指标。钢材抗脆断性能的主要指标。(3 3)对对低低合合金金高高强强度度结结构构钢钢的的
86、要要求求比比碳碳素素结结构构钢钢严严,如如最最大大使使用用厚厚度度更更小小,冲冲击击试试验验温温度度更更低低等等,而而且且钢钢材材强强度度愈愈高高,要求愈严。要求愈严。至至于于钢钢材材厚厚度度与与结结构构抗抗脆脆断断性性能能在在定定量量上上的的关关系系,国国内内外外均均有有研研究究,有有的的已已在在规规范范中中根根据据结结构构的的不不同同工工作作条条件件对对不不同同牌牌号号的的钢钢材材规规定定了了最最大大使使用用厚厚度度。但但由由于于我我们们对对国国产产建建筑筑钢钢材材在在不不同同工工作作条条件件下下的的脆脆断断问问题题还还缺缺乏乏深深入入研研究究,故故这这次次修修订订时时尚尚无无法法对对我我
87、国国钢钢材材的的最最大大使使用用厚厚度度作作出出具具体体规规定定,只只能能参参照国外资料在构造上作出一些规定以提高结构的抗脆断能力。照国外资料在构造上作出一些规定以提高结构的抗脆断能力。8.7.18.7.1条条 根根据据前前苏苏联联对对脆脆断断事事故故调调查查的的结结果果,格格构构式式桁桁架架结结构构占占事事故故总总数数的的4848,而而梁梁结结构构仅仅占占1818,板板结结构构占占3434,可可见见桁桁架架结结构构容容易易发发生生脆脆断断。但但从从我我国国的的调调研研结结果果看看,脆脆断断情情况况并并不不严严重重,故故规规定定在在工工作作温温度度T T3030的的地地区区的的焊焊接接结结构构
88、建建议议采用较薄的组成板件。采用较薄的组成板件。8.7.28.7.2、8.7.38.7.3条条 虽然在我国的寒冷地区过去很少发生脆断问虽然在我国的寒冷地区过去很少发生脆断问题,但当时的建筑物都不大,钢材亦不太厚。根据我国低温地题,但当时的建筑物都不大,钢材亦不太厚。根据我国低温地区钢结构使用情况调查,构件的钢材厚度为:吊车梁不大于区钢结构使用情况调查,构件的钢材厚度为:吊车梁不大于25mm,柱子不大于柱子不大于20mm,屋架下弦不大于屋架下弦不大于10mm。随着今后随着今后大型建(构)筑物的兴建,钢材厚度的增加以及对结构安全重大型建(构)筑物的兴建,钢材厚度的增加以及对结构安全重视程度的提高,
89、钢结构的防脆断问题理应在设计中加以考虑。视程度的提高,钢结构的防脆断问题理应在设计中加以考虑。同时,为了缩小应用范围以节约投资,建议在同时,为了缩小应用范围以节约投资,建议在T T2020的地的地区采用。在区采用。在T T2020的地区,对重要结构宜在受拉区采用一的地区,对重要结构宜在受拉区采用一些减少应力集中和焊接残余应力的构造措施。些减少应力集中和焊接残余应力的构造措施。 8.9 防护和隔热l因因为为补补充充考考虑虑了了防防火火问问题题,故故将将原原标标题题“防防锈锈和和隔隔热热”改改为为“防防护护和和隔隔热热”。同同时时增增加加了了对对除除锈锈等等级级、防防腐腐蚀蚀设设计计和和防防火火设
90、设计计的的条条文文。除除锈锈等等级级与与涂涂料料品品种种有有关关,详详见见工工业业建建筑筑防防腐腐蚀设计规范(蚀设计规范(GB50046)。)。第章第章 塑性设计塑性设计l9.1.3条条 取取消消原原规规定定的的强强度度设设计计值值折折减减系系数数0.9,将将原原放放在在说说明明有有关关对对钢钢材材的的要要求求列列入入正正文文,即即“fu/fy1.2,515%,u20y( (原原规规定定为为y6p)”)”。u为为抗抗拉拉强强度度处应变;处应变;y为屈服应变;为屈服应变;p为弹性应变。为弹性应变。第第1010章章 钢管结构钢管结构l原原规规范范只只有有直直接接焊焊接接的的平平面面桁桁架架式式圆圆
91、管管结结构构的的条条文文。本本章章内内容容是是以以国国内内外外对对钢钢管管结结构构的的最最新新研研究究成成果果为为基基础础进进行行修修订订的的。除除在在圆圆管管结结构构中中增增加加了了由由两两个个平平面面组组成成的的空空间间节节点点的的设设计计方方法法外外,还还增增加加了了直直接接焊焊接接的的方方管管结结构构(主主管管为为方方管管,支支管管为为方方管管或或圆圆管管)的的设设计计方方法法,因因此此在在章章节节上上作作了了调调整整。修修订订时时参参考考的的国国外外资资料料主要是:主要是:(1)欧洲钢结构规范()欧洲钢结构规范(Eurocode 3 1993);); (2)国际管结构开发研究委员会(
92、国际管结构开发研究委员会(CIDECT)静力静力作用下管节点设计指南。作用下管节点设计指南。 10.1 一般规定一般规定本本节节内内容容除除10.1.110.1.1、10.1.210.1.2条条外外,均均是是参参照照上上述述国国外外资资料料进进行补充的。行补充的。10.2 构造要求构造要求本节内容是根据原规范本节内容是根据原规范10.0.310.0.5条的内容并参考上述国条的内容并参考上述国外资料补充修订而成。外资料补充修订而成。 10.3 杆件和节点承载力l10.3.2条条 本本条条明明确确提提出出“焊焊缝缝承承载载力力应应等等于于或或大大于于节节点点承承载载力力”是是为为了了充充分分发发挥
93、挥管管节节点点的的承承载载力力。在在圆圆管管结结构构中中,支支管管与与主主管管连连接接焊焊缝缝的的计计算算长长度度与与原原规规范范相相同。同。l10.3.3条条 主管和支管均为圆管的直接焊接节点的承载主管和支管均为圆管的直接焊接节点的承载力是根据同济大学的研究成果修订的。除对平面管节力是根据同济大学的研究成果修订的。除对平面管节点承载力的计算公式作局部修正外,还增加了空间管点承载力的计算公式作局部修正外,还增加了空间管节点承载力的计算方法。节点承载力的计算方法。 我我国国在在制制定定钢钢结结构构设设计计规规范范(GBJ17GBJ178888)时时,根根据据当当时时收收集集到到的的近近30030
94、0个个节节点点的的试试验验资资料料进进行行了了分分析析。在在参参照照其其它它国国家家规规范范的的基基础础上上,提提出出了了我我国国的的钢钢管管节节点点强强度度计计算算公公式式。随随着着钢钢管管结结构构的的发发展展,应应用用到到结结构构中中的的钢钢管管节节点点的的尺尺寸寸越越来来越越大大;由由于于试试件件的的尺尺寸寸效效应应对对节节点点试试验验承承载载力力有有影影响响,因因此此先先前前节节点点尺尺寸寸过过小小的的试试验验数数据据被被删删除除,新新的的试试验验数数据据得得到到了了补补充充,一一个个包包含含15461546个个圆圆钢钢管管节节点点试试验验结结果果和和790790个个圆圆钢钢管管节节点
95、点有有限限元元分分析结果的数据库建立了起来。析结果的数据库建立了起来。 对对于于圆圆钢钢管管节节点点强强度度计计算算公公式式的的修修正正是是对对照照新新建建立立的的管管节节点点数数据据库库中中的的试试验验结结果果,比比较较了了我我国国现现行行规规范范GBJ17GBJ178888中中平平面管节点强度公式的计算结果得出的。主要修改内容为:面管节点强度公式的计算结果得出的。主要修改内容为: (1)将将d/td/t的的取取值值范范围围从从d/td/t5050改改为为d/td/t100100。由由于于钢钢管管节节点点试试验验的的尺尺寸寸越越来来越越大大,d/td/t值值也也已已超超过过5050,K K、
96、T T、X X型型试试验验节节点点的的d/td/t都都达达到到100100,因因此此公公式式适适用用范范围围可可由由原原来来的的d/td/t5050扩扩大到大到d/td/t100100,这一扩大也与规范第这一扩大也与规范第5.4.55.4.5条一致。条一致。(2)GBJ17GBJ178888没没有有空空间间管管节节点点强强度度计计算算公公式式,而而目目前前国国内内的的空空间间管管结结构构中中已已大大量量出出现现KKKK节节点点和和TTTT节节点点,增增加加相相应应的的计计算算公公式式是是必必要要的的。公公式式(10.3.3-9)(10.3.3-9)(10.3.3-1010.3.3-10)及及第
97、第六六款的规定是对试验结果进行数据分析得出的。款的规定是对试验结果进行数据分析得出的。(3)试试验验数数据据中中TTTT型型和和KKKK型型管管节节点点支支管管的的横横向向夹夹角角分分布布在在60120之之间间,故故将将限限定定在在该该范范围围内内,同同时时确确定定后后支支管管的横向间距的横向间距g即已相应地确定。即已相应地确定。(4)由由于于XX型型管管节节点点的的数数据据量量较较少少,计计算算结结果果与与试试验验结结果果吻吻合合情情况况也也不不甚甚理理想想,而而这这种种节节点点类类型型目目前前在在实实际际应应用用中中较少用到,故在规范内未予列入。较少用到,故在规范内未予列入。10.3.41
98、0.3.4条条 矩矩形形管管(含含方方管管)平平面面管管节节点点承承载载力力计计算算公公式式是是根根据据科科研研成成果果结结合合国国外外资资料料补补充充修修订订的的,对对国国外外公公式式作作了了下下列修改。列修改。(1 1)由由于于矩矩形形管管结结构构在在我我国国应应用用较较少少,经经验验不不足足,少少量量管管节节点点极极限限承承载载力力的的实实测测值值并并不不理理想想;为为安安全全计计,建建议议将将国国外外的矩形管节点承载力计算值统一乘以折减系数的矩形管节点承载力计算值统一乘以折减系数0.90.9。(2 2)对对T、Y、X形形节节点点:根根据据大大量量有有限限元元计计算算结结果果,对对主主管
99、轴力影响系数管轴力影响系数 n n的计算公式进行了修改。的计算公式进行了修改。第第1111章章 圆钢、小角钢的轻型桁圆钢、小角钢的轻型桁 架结构架结构l是否取消本章,有不同意见。后决定保留,将是否取消本章,有不同意见。后决定保留,将章名中的章名中的“轻型钢结构轻型钢结构”改名为改名为“轻型桁架结轻型桁架结构构”。 第第1212章章 钢与混凝土组合梁钢与混凝土组合梁l本节新增加了下列主要内容:本节新增加了下列主要内容:()连续组合梁负弯矩处的计算方法。()连续组合梁负弯矩处的计算方法。()楼板为压型钢板组合板时,组合梁的设计特点。()楼板为压型钢板组合板时,组合梁的设计特点。l()部部份份抗抗剪
100、剪连连接接组组合合梁梁的的设设计计特特点点。部部份份抗抗剪剪连连接接对对梁梁的的强强度度影影响响很很小小,只只挠挠度度增增大大,可可节节约约连连接接件件和施工费用。和施工费用。 ()组合梁的挠度计算(主要是考虑滑移效应的折()组合梁的挠度计算(主要是考虑滑移效应的折减刚度的计算方法)。减刚度的计算方法)。 11.1 一般规定l12.1.6条条 组合梁按截面进入全塑性计算抗弯强组合梁按截面进入全塑性计算抗弯强度时,度时,GBJ17-88根据原第九章根据原第九章“塑性设计的塑性设计的规定,将钢梁材料的强度设计值乘以折减系数规定,将钢梁材料的强度设计值乘以折减系数0.9。本次修订稿已取消此规定,故本
101、章规定。本次修订稿已取消此规定,故本章规定“钢梁钢材的强度设计值应按钢梁钢材的强度设计值应按3.2.1和和3.2.2条条的规定采用的规定采用”,即不乘折减系数,即不乘折减系数0.9。 11.2 组合梁设计l12.2.2条条 部部分分剪剪力力连连接接的的抗抗弯弯强强度度计计算算方方法法是是根根据据简简化化塑性理论按下列假定确定:塑性理论按下列假定确定:(1)在在所所计计算算截截面面左左右右两两个个剪剪跨跨内内, 取取连连接接件件承承载载力力设设计值之和计值之和 n 的较小者作为混凝土翼板中的剪力;的较小者作为混凝土翼板中的剪力;(2)剪剪力力连连接接件件必必须须具具有有足足够够的的柔柔性性(如如
102、栓栓钉钉而而且且直直径径d22mm,杆杆件件长长l4d)。此此外外混混凝凝土土的的强强度度等等级级不不能能高高于于C30,栓钉工作时全截面进入塑性状态。栓钉工作时全截面进入塑性状态。 (3)梁梁与与混混凝凝土土翼翼板板间间产产生生相相对对滑滑移移,以以致致混混凝凝土土翼翼板与钢梁有各自的中和轴。板与钢梁有各自的中和轴。11.3 抗剪连接件的计算l12.3.1条条 关关于于圆圆柱柱头头焊焊钉钉( (栓栓钉钉) )的的抗抗剪剪承承载载力力,根根据据欧欧洲洲钢钢结结构构协协会会19811981年年组组合合结结构构规规范范等等资资料料,其其承承载载力力的的限限制制条条件件为为0.7Asfu。但但在在修
103、修订订TJ17-74TJ17-74规规范范时时,认认为为我我国国使使用用经经验验不不足足,将将fu改为改为f,即即GBJ1788规规范范发发行行以以来来,设设计计者者在在使使用用中中发发现现,Nvc均均由由“0.7Asf”控控制制,“ ”不不起起作作用用,使使栓栓钉钉数数偏偏多多,现现将将此此限限制制条条件件改改为为:“0.7Asrf”,r r为为栓栓钉钉材材料料的的强强屈屈 比比 , 按按 规规 定定 , 栓栓 钉钉 材材 料料 为为 4.64.6级级 , 即即 f=215N/mm2,r r=1/0.6=1.67。12.3.212.3.2条条 用用压压型型钢钢板板作作混混凝凝土土翼翼板板的的底底模模时时,其其抗抗剪剪连连接接件件一一般般用用栓栓钉钉。 而而栓栓钉钉的的抗抗剪剪承承载载力力应应予予折折减减。本本条条规规定定的的折减系数是根据试验分析而得的。折减系数是根据试验分析而得的。