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GB50017-2018《钢结构设计规范》.ppt

GB50017-2018《钢结构设计规范》

股民易学堂
2018-09-26 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《GB50017-2018《钢结构设计规范》ppt》,可适用于工程科技领域

GB《钢结构设计规范》()新增条文mdashmdash较详细讲解()修改条文mdashmdash指明修改之处()强制条文mdashmdash重申重要性()未改条文mdashmdash简要概述()新旧规范比较轴心受力构件和拉弯、压弯构件的计算轴心受力构件 轴心受拉构件和轴心受压构件的强度除高强度螺栓摩擦型连接处外应按下式计算(不变):条实腹式轴心受压构件的稳定性应按下式计算(不变):式中 mdashmdash轴心受压构件的稳定系数应根据表的截面分类并按附录三采用。式中 mdashmdash轴心受压构件的稳定系数应根据表的截面分类并按附录三采用。式中 mdashmdash轴心受压构件的稳定系数应根据表的截面分类并按附录三采用。式中 mdashmdash轴心受压构件的稳定系数应根据构件长细比l、钢材屈服强度fy和表的截面分类并按附录C采用。a,b,c,d四个表按换算长细比查值()原规范将tmm的轴压构件稳定归入c曲线不确切。新规范作了专门规定参见规范表。()增加了d类截面(d曲线)。tmm的轴压构件视截面形式和屈曲方向有b、c、d三类。()截面为双轴对称或极对称的构件(弯曲失稳或扭转失稳),长细比取双轴对称十字形截面x或y取值不得小于bt避免扭转失稳()单轴对称截面(T,L,C等)绕对称轴的失稳是弯扭失稳。原规范视为弯曲失稳归入b曲线或降低为c曲线。新规范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算长细比(代替ly)等效为弯曲屈曲:式中zmdashmdash扭转屈曲换算长细比eomdashmdash剪心至形心距离iomdashmdash对剪心的极回转半径Iwmdashmdash毛截面扇性惯性矩Itmdashmdash毛截面抗扭惯性矩lwmdashmdash扭转屈曲计算长度一般取lw=loy开口截面扇性坐标扇性几何特性Bmdash扇性极点Momdash扇性零点扇性静矩扇性惯性积扇性惯性矩smdash截面中线总长主扇性零点和主扇性极点mdash使得扇性静矩Sw扇性惯性积IwxIwy为零剪力中心Smdash截面剪力流的合力作用点也是主扇性极点和扭转中心横向荷载通过截面剪力中心杆件只弯曲不扭转C形截面I形截面)等边单角钢btleloyb时btloyb时对单角钢和双角钢T形截面新规范建议了yz的近似计算式T形和十字形截面Iwasymp)等边双角钢btleloyb时btloyb时)不等边双角钢长边相并btleloyb时btloyb时)不等边双角钢短边相并btleloyb时btloyb时单轴对称压杆绕非对称主轴以外的任一轴失稳时应按弯扭屈曲计算。单角钢构件绕平行轴(u轴)失稳时按b类截面查j值换算长细比btleloub时btloub时条用作减小受压构件自由长度的支撑杆支撑力为:()单根柱柱高中点有一道支撑Fb=N支撑不在柱中央(距柱端al)有m道间距基本相等支撑每根撑杆轴力()支撑多根柱时在柱中央附近设置一道支撑支撑力各柱压力相同时式中n为被撑柱根数。()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。()当支撑同时承受结构上的其它作用时(如纵向刹车力)作用轴力不与支撑力叠加。拉弯构件和压弯构件本节作了一些局部修改:条将取塑性发展系数x=y=的条件由ldquo直接承受动力荷载rdquo缩小范围为ldquo需要计算疲劳rdquo的拉弯、压弯构件。受压翼缘自由外伸宽厚比时x=()原规范中NNExN为设计值NEx为欧拉临界荷载按理应将NEx除以抗力分项系数R新规范将NNEx改为NNEx注明NEx为参数其值为NEX=pEA(lx)。条平面内稳定计算()等效弯矩系数mx或tx无横向荷载时mx(或tx)=MM取消ldquo不得小于rdquo的规定。()分析内力未考虑二阶效应的无支撑纯框架和弱支撑框架柱mx=()弯矩作用平面外稳定计算式改为h为调整系数箱形截面h=其它截面h=以避免原规范取箱形截面jb=的概念不清现象。现规范闭口截面jb=规范规定jyldquo按条确定rdquo即表示弯矩作用于对称轴平面的单轴对称截面,jy应按考虑扭转效应的换算长细比lyz确定这必然增加不少计算工作量。构件的计算长度和容许长细比条有关交叉腹杆在桁架平面外的计算长度lo(所计算杆内力为N另一杆内力为No均为绝对值)l为节间距(交叉点不是节点)。()压杆)相交另一杆受压两杆截面相同并在交点处均不中断原规范l)相交另一杆受压且另一杆在交点处中断以节点板搭接原规范l)相交另一杆受拉两杆截面相同并在交点处均不中断原规范l)相交另一杆受拉且拉杆在交点处中断以节点板搭接原规范l)相交另一杆受拉且在交点处拉杆连续压杆中断以节点板搭接若NogeN或拉杆在平面外刚度取lo=l()拉杆lo=l条确定框架柱在框架平面内的计算长度时原规范分为有侧移框架(mge)和无侧移框架(mle)新规范确定框架柱在框架平面内的计算长度时分为()无支撑纯框架①按一阶弹性分析计算内力时计算长度系数m按有侧移框架柱的表查得②采用二阶弹性分析方法计算内力时取m=(每层柱顶附加假想水平力Hni)。()有支撑框架①强支撑框架mdashmdash支撑结构(支撑桁架、剪力墙等)的侧移刚度满足式中Sbmdashmdash产生单位侧倾角的水平力mdashmdash第i层间所有柱分别用无侧移框架柱和有侧移框架柱计算长度系数算得的轴压杆稳定承载力之和。按无侧移框架柱的表查得②弱支撑框架mdashmdashSb不满足上式时柱的稳定系数为式中、mdashmdash分别按无侧移和有侧移框架柱计算长度算得的稳定系数。条为新增条文()附有摇摆柱的无支撑和弱支撑框架柱的计算长度系数应乘以增大系数h:各框架柱轴心压力设计值与柱子高度比值之和各摇摆柱轴心压力设计值与柱子高度比值之和摇摆柱的计算长度系数m=()当与计算柱同层的其它柱或与计算柱连续的上下层柱的稳定承载力有潜力时可利用这些柱的支持作用对计算柱的计算长度系数m进行折减提供支持作用的柱的计算长度系数m应相应增大。()梁与柱半刚性连接确定柱的计算长度时应考虑节点特性。条、条增加对跨度等于和大于m桁架杆件的容许长细比的规定这是根据近年大跨度桁架的实践经验作的补充规定:()受压弦杆和端压杆的容许长细比值宜取其它受压腹杆可取(静力或间接动力)或(直接动力)。()受拉弦杆和腹杆的容许长细比值宜取(静力或间接动力)或(直接动力)。建筑抗震设计规范(GB)容许长细比:()层以下框架柱~度度()层以上框架柱:度:度:度:()层以上支撑度:度:度:()层以下支撑度:压杆拉杆度:压杆拉杆所有地区均在度或以上GB规定已被替代5受压构件的局部稳定条轴心受压构件中翼缘板外伸宽度b与厚度t之比(不变)条轴心受压T形截面腹板原规范宽厚比对剖分T型钢太严限制改为:①轴心受压构件和弯矩使自由边受拉的压弯构件热轧T型钢焊接T型钢②弯矩使腹板自由边受压的压弯构件(不变)当aole时当ao时条(新增)圆管截面受压构件外径b与壁厚t之比建筑抗震设计规范(GB)容许宽厚比:所有地区均在度或以上GB规定已被替代第章疲劳计算条应力变化循环次数等于或大于times次时应进行疲劳计算附录E(原附录五)的疲劳分类表中项次ldquo梁翼缘焊缝rdquo原规定为二级但根据ldquo施工验收规范rdquo角焊缝因内部探伤不准确不能达到二级。吊车梁受拉翼缘常用角焊缝这就产生了矛盾。现增加规定了ldquo角焊缝但外观质量符合二级rdquo的疲劳类别。第章连接计算焊缝连接对接焊缝角接焊缝对接与角接组合焊缝条有关焊缝质量等级的选用是设计规范的新增条文。焊缝质量等级是原《钢结构工程施工及验收规范》GBJ首先提到的不过它只提到一、二、三级焊缝的质量标准并未提到何种情况需要采用何级焊缝而GBJ也没有明确规定导致一些设计人员对焊缝质量等级提出不恰当要求影响工程质量或者给施工单位造成不必要的困难。焊缝质量等级的规定大部份在设计规范有关条文或表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。()在需要计算疲劳结构中的对接焊缝(包括T形对接与角接组合焊缝)横向焊缝受拉的应为一级受压的应为二级纵向对接焊缝应为二级新规范附表E项次、、已有反映。()在不需要计算疲劳的构件中凡要求与母材等强的对接焊缝应焊透受拉时不应低于二级受压时宜为二级。因一级或二级对接焊缝的抗拉强度正好与母材的相等而三级焊缝只有母材强度的。()重级工作制和Qt的中级工作制吊车梁腹板与上翼缘之间以及吊车桁架上弦杆与节点板之间的T形接头应予焊透质量等级不低于二级。本来上述焊缝处于构件的弯曲受压区主要承受剪应力和轮压产生的局部压应力没有受到明确的拉应力作用按理不会产生疲劳破坏但由于承担轨道偏心等带来的不利影响国内外均发现连接及附近经常开裂。所以我国规(TJ)规定此种焊缝ldquo应予焊透rdquo即不允许采用角焊缝而年规范(GBJ)又补充规定ldquo不低于二级质量标准rdquo。对新规范来说此内容已放在条故将ldquo构造要求rdquo一章的这部份规定取消。()角焊缝以及不焊透的对接与角接组合焊缝由于内部探伤困难不能要求其质量等级为一级或二级。因此对需要验算疲劳结构的此种焊缝只能规定其外观质量标准应符合二级此内容在设计规范GB疲劳计算分类表(表E)项次中已有反映。()关于本条提到的ldquo需要验算疲劳结构中的横向对接焊缝受压时应为二级rdquo、ldquo不需要计算疲劳结构中与母材等强的受压对接焊缝宜为二级rdquo。在设计规范的其它条文中没有提到这是根据过去工程实践和参考国外标准规定的例如美国《钢结构焊接规范》AWS中对要求熔透的与母材等强的对接焊缝不论承受动力荷载或静力载亦不论受拉或受压均要求无损探伤而我国的三级焊缝是不进行无损探伤的。由于对接焊缝中存在很大残余拉应力外压力往往不能完全抵消此拉应力在某些情况(例如吊车梁上翼缘中的对接焊缝)常有偶然偏心力作用(例如吊车轨道的偏移)使名义上为受压的焊缝受力复杂常难免有拉应力存在。条和条原规范规定角焊缝和不加引弧板的对接焊缝每条焊缝的计算长度均采用实际长度减去mm。经讨论此种不分焊缝大小取为定值的办法不合理新规范改为:对接焊缝减去t角焊缝减去hf。条斜角角焊缝的计算两焊脚边夹角不等于的角焊缝称为斜角角焊缝这种焊缝一般用于T形接头中。与原规范一样斜角角焊缝计算时不考虑应力方向任何情况都取f或(f)=。这是因为以前对角焊缝的试验研究一般都是针对直角角焊缝进行的对斜角角焊缝研究很少。而且我国采用的计算公式也是根据直角角焊缝简化而得不能用于斜角角焊缝。新规范参考美国《钢结构焊接规范》(AWS)并与我国《建筑钢结构焊接技术规程》进行协调作了下列修改:()规定锐角角焊缝两焊脚边夹角ge而钝角角焊缝le。这表示焊脚边夹角小于或大于的焊缝不推荐用作受力焊缝。()原规范规定的锐角角焊缝计算厚度取he=hf比实际的喉部尺寸小这是考虑到当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已无此问题。因此不论锐角和钝角的计算厚度均统一取为喉部尺寸he=hfcos。但当根部间隙(b、b或b)mm则应考虑间隙影响取。()新规范规定任何情况根部间隙(b、b或b)不得大于mm主要是图a中的b可能大于mm。如果是这样可将板端切成图b的形状并使bmm。对于斜T形接头的角焊缝在设计图中应绘制大样详细标明两侧斜角角焊缝的焊脚尺寸。紧固件(螺栓、铆钉等)连接条()新规范名称变化:高强度螺栓摩擦型连接、承压型连接。原规范:摩擦型高强度螺栓、承压型高强度螺栓()表中的抗滑移系数值作了一些修正原规范喷砂(丸)和喷砂后生赤锈时Q、Q和Q钢的=实际上达不到此要求降为。()高强度螺栓的预拉力P原规范取为式中考虑螺栓材质的不定性系数施工时的超张拉拧紧螺帽时螺杆所受扭转剪应力影响系数。由此得出的级螺栓的P使抗剪承载力有时(当mu时)比同直径的粗制螺栓还低不合理且与薄钢规范的规定不协调新规范改为由于高强度螺栓材料无明显的屈服点用抗拉强度fu代替fy再补充一个系数是适宜的。级没变级提高()()将同时受剪和拉力的高强度螺栓摩擦型连接的计算新规范改用相关公式表达实质与原规范未变由Nvb=nfmuP和Ntb=P代入后即得原规范计算式Nv=nfmu(PNt),但考虑拉剪互相影响条()在杆轴方向受拉的连接中承压型连接高强度螺栓的承载力设计值的计算方法与普通螺栓相同。原规范为P()取消原规范ldquo承压型高强度螺栓连接的抗剪承载力不得大于按摩擦型连接计算的倍rdquo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压型在正常情况下(即荷载标准值作用下)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拉力因此矛盾较多况且现在已有使用经验。条原规范规定的计算式()在右侧漏掉了在计算截面处紧固件数目n新规范已加上。另外规范条文提出计算ldquo翼缘与腹板连接铆钉或摩擦型连接高强度螺栓rdquo表示普通粗制螺栓和承压型连接高强度螺栓不得用于此种连接至于A、B级螺栓由于制造费工、装配困难也不推荐采用。实际上公式()还应包括翼缘板与翼缘角钢之间的承载力计算此时取F=S为翼缘板截面对梁中和轴的面积矩。梁与柱的刚性连接在框架结构中梁与柱的刚性连接是很重要的节点。原规范没有本节内容现参考国外标准和我国实践经验增加了本节。条规定了不设置横向加劲肋时对柱腹板和柱翼缘厚度的要求。①在梁的受压翼缘处柱腹板受有梁翼缘经过柱翼缘传给柱腹板的压力柱腹板应满足强度要求和局部稳定要求。柱腹板的强度应与梁受压翼缘等强即式中bemdash柱腹板计算宽度边缘处压应力的假定分布长度。参照梁的局部压应力计算式取be=ahya为集中压力在柱外边缘分布长度等于梁翼缘板厚度hy为自柱外边缘至柱腹板计算宽度边缘的距离twmdash柱腹板厚度fcmdash柱腹板钢材抗拉、抗压强度设计值Afcmdash梁受压翼缘的截面积fbmdash梁翼缘钢材抗拉、抗压强度设计值。为保证柱腹板在梁受压翼缘压力作用下的局部稳定应控制柱腹板的宽厚比规范参考国外规定偏安全地规定柱腹板的宽厚比应满足下式规定:式中hcmdashmdash柱腹板的计算宽度fycmdashmdash柱腹板钢材屈服点。②在梁的受拉翼缘处计算柱的翼缘和腹板仍用等强度准则柱翼缘板所受拉力为:T=Aftfb式中Aftmdashmdash梁受拉翼缘截面积fbmdashmdash梁钢材抗拉强度设计值。此拉力T由柱翼缘板三个部份共同承担中间部份(分布长度为m)直接传给柱腹板的力为fctbm(tb为梁翼缘厚度)余下部份由两侧各ABCD的板件承担。根据试验研究拉力在柱翼缘板的影响长度pasymptc可将此受力部份视为三边固定一边自由的板件而在固定边将因受弯形成塑性铰。可用屈服线理论导出两侧翼缘板的承载力设计值分别为P=cfctc式中c为系数与几何尺寸p、h、q等有关。对实际工程中常用的H型钢或宽翼缘工字钢梁和柱c=可偏安全地取c=。这样柱翼缘板受拉时的总承载力为timesfctcfctbm。考虑到柱翼缘板中间和两侧部份刚度不同难以充分发挥共同工作可乘以的折减系数后再与拉力T相平衡即即在上式中括号内第二项按统计分析此项的最小值为以此代入即得当梁柱刚性连接处不满足上述公式的要求时应设置柱腹板的横向加劲肋。在《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ中规定:ldquo框架梁与柱刚性连接时应在梁翼缘的对应位置设置柱的水平加劲肋(即横向加劲肋)或隔板rdquo。这是因为高层钢结构的梁、柱一般受力较大设计经验认为没有不需要设置柱横向加劲肋的情况。条设置柱的横向加劲肋时柱腹板节点域的计算①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:剪应力应满足下式要求:规范规定的计算式()是在上式的基础上加以调整和简化而得。a.节点域的周边有柱翼缘和加劲肋提供的约束使抗剪承载力大大提高。试验证明可将节点域抗剪强度提高到。b在节点域中弯矩的影响较大剪力的影响较小。如果略去剪力项使算得的结果偏于安全但上式中没有包括柱腹板所受轴压力对抗剪强度的不利影响一般柱腹板轴压力设计值N与其屈服承载力Ny之比NNy则轴压力对抗剪强度不利影响系数为与略去剪应力有利影响相互抵消而略偏安全。由此上式即成为(a)式中的hbhctw=Vp称为节点域的体积对箱形截面柱考虑两腹板受力不均的影响取Vp=hbhctw。公式(a)仅适用于非抗震地区的结构。对地震区的结构节点域的计算公式参见《建筑抗震设计规范》的规定。②节点域腹板的稳定:新规范规定为保证节点域的稳定应满足下式要求:(hchb)tw(b)上式与抗震规范GB的规定相同也是美国规范的建议为在强震情况下不产生弹塑性剪切失稳的条件。但在抗震规范中根据我国初步研究在轴力和剪力共同作用下保证不失稳的条件应为(hchb)tw。将此列为ldquo注rdquo。本规范不包括抗震取消此ldquo注rdquo只将公式(b)列入作为最低限值。当柱腹板节点域不满足公式(a)的要求时需要采取加强措施。对由板件焊成的组合柱宜将腹板在节点域加厚加厚的范围应伸出梁上、下翼缘外不小于mm处。对轧制H型钢或工字钢柱宜用补强板加强补强板可伸出加劲肋各mm亦可不伸过加劲肋而与加劲肋焊接。此两种加贴补强板的办法均有应用实例。补强板侧边应用角焊缝与柱翼缘相连其板面尚应采用塞焊缝与柱腹板连成整体塞焊点之间的距离不应大于较薄焊体厚度的以防止补强板向外拱曲。至于采用斜加劲肋的补强办法对抗震耗能不利而且与纵向梁连接有时在构造上亦有困难一般仅用于轻型结构。条柱腹板横向加劲肋要求()厚度为梁翼缘的~倍。()加劲肋中心线与梁翼缘对齐用焊透对接焊缝与柱翼缘连接。()箱形柱横向隔板与柱翼缘宜用焊透对接焊缝连接。连接节点处板件的计算本节为新增内容。连接节点处板件(主要是桁架节点板)的计算方法多年来一直是我国悬而未决的问题直到年前后重庆钢铁设计研究院会同云南省建筑设计院在昆明作了一系列双角钢杆件桁架节点板的试验和理论分析研究拟合出连接节点处板件在拉力作用下的强度计算公式和在杆件压力作用下的稳定计算式。这次修订规范时将上述研究成果加以整理并与国外有关规定对比主要在杆件压力作用下的计算和构造加以简化以方便使用。条连接节点处板件的强度计算。当时的抗拉试验共有种不同形式的个试件所有试件的破坏特征均为沿最危险的线段撕裂破坏即图a中的三折线撕裂和均与节点板边缘线基本垂直沿BACD撕裂线割取自由体(图b)由于板内塑性发展引起应力重分布可假定破坏时在撕裂面各段上平行于腹杆轴线的应力均匀分布当各撕裂线段的折算应力达到抗拉强度fu时试件破坏。根据平衡条件并略去影响很小的M和V则第i段撕裂面的平均正应力i和平均剪应力i为:折算应力为即即令(a)则由写成计算式则为(b)式中Nmdashmdash作用于板件的拉力Aimdashmdash第i段撕裂面的净截面积imdashmdash第i段的拉剪折算系数由公式(a)计算aimdashmdash第i段撕裂面与拉力作用线的夹角。公式(b)符合破坏机理其计算结果与试验值之比平均为略偏安全且离散性小。此公式还适用于规范正文图中其它两种板件的撕裂面的计算它与美国规范的计算相同。条桁架节点板强度的有效宽度计算法考虑到桁架节点板的外形往往不规则用规范公式()计算比较麻烦建议对桁架节点板可采用有效宽度法进行承载力计算。所谓有效宽度即认为腹杆轴力N将通过连接件在节点板内按照某一个应力扩散角度传至连接件端部与N相垂直的一定宽度范围内该一定宽度即称为有效宽度be。在试验研究中假定be范围内的节点板应力达到fu并令bemiddottmiddotfu=Nu(Nu为节点板破坏时的腹杆轴力)按此法拟合的结果当应力扩散角=时精确度最高计算值与试验值的比值平均为当=时此比值为考虑到国外多数国家对应力扩散角均取为为与国际接轨且误差较小故亦建议取=。有效宽度法计算简单概念清楚适用于腹杆与节点板的多种连接情况如侧焊、围焊、和铆钉、螺栓连接等(当采用铆钉或螺栓连接时be应取为有效净宽度)。当桁架弦杆或腹杆为T型钢或双板焊接T形截面时节点构造方式有所不同节点内的应力状态更加复杂故规范公式()和()均不适用。条桁架节点板的稳定计算。与受压杆件相连的节点板区域在压力作用下可能失稳。规范所列的稳定计算公式是根据个试件的试验结果拟合出来的。①在斜腹杆压力作用下失稳形式一般为在BAmdashACmdashCD线附近或前方呈三折线屈折破坏(图c)。失稳时屈折线位置和方向与受拉时的撕裂线类似而且一般在区的前方首先失稳其它各区相继失稳。②当节点板的自由边长度lf与厚度t之比时(一般出现在无竖腹杆的节点板如图c所示)在区稳定性很差此时应沿自由边加劲。加劲后稳定承载力有较大提高则仅需验算区和区的稳定。③节点板的抗压性能取决于ct的大小(c为受压斜腹杆连接肢端面中点沿腹杆轴线方向至弦杆的净距)在一般情况下ct愈大稳定承载力愈低对有竖腹杆的节点板当时可不验算节点板稳定。④对无竖腹杆的节点板当时节点板的稳定承载力为betf当时应按规范附录F进行稳定计算。但当时规范规定的计算值将大于试验值不安全故规定ct不能超过。对自由边加劲的无竖腹杆节点板要求与有竖腹杆的相同。()桁架节点板厚度选用表到目前为止一般的钢结构教科书和手册均列有ldquo桁节点厚度选用表rdquo但都为互相参考缺乏科学依据。这次该研究组先制作了Nmdashtb关系表(N为腹杆最大拉力t为节点板厚度b为连接肢宽度)反映了侧焊缝焊脚尺寸hf、hf的影响因此比以往的Nmdasht表更符合实际。这次规范修订组在上述参数组合的最不利情况重新整理出偏于安全的Nmdasht表。相对来说它比以往的Nmdasht表更合理。()为保证节点板受压时的稳定桁架杆件间间隙不能太大例如有竖腹杆的节点板(或自由边有加劲的节点板)受压斜腹杆连接肢中点沿轴线方向至弦杆边的斜向距离不能理解为c值愈小愈好。规范第条又规定ldquo弦杆与腹杆、腹杆与腹杆之间的间隙不应小于mmrdquo这是由于间隙过小焊接残余应力影响过大。而对吊车桁架为避免疲劳破坏规范第条又规定此间隙ldquo不宜小于mmrdquo在第条又规定在工作温度C地区的桁架为防冷脆rdquo规定ldquo腹杆与弦杆相邻焊缝焊趾间净距不宜小于trdquo。同样这些规定不能理解为杆件间间隙愈大愈好在某些情况如出现矛盾工程技术人员应妥善处理。支座条为新增加的条文因为平板支座为跨度不大的梁和桁架支于混凝土柱或混凝土垫块上最常用的支座。条支座计算有变化、条增加ldquo球形支座rdquo和ldquo橡胶支座rdquo但未提出具体计算公式橡胶支座考虑老化和更换。条文说明中有部分产品第章构造要求一般规定条着重提出ldquo避免材料三向受拉rdquo是在构造上防止可能引发脆断的措施。条钢板的最小厚度由mm减小为mm。条删去了原规范对焊件厚度(mm和mm)的建议是因为:()ldquo正常情况rdquo的概念比较模糊()从防止脆断的角度出发焊件的厚度限值与结构形式、应力特征、工作温度以及焊接构造等多种因素有关很难提出某个具体数值。条(强制条文)ldquo结构应根据其形式、组成和荷载的不同情况设置可靠的支撑系统。在建筑物每一个温度区段或分期建设的区段中应分别设置独立的空间稳定的支撑系统。rdquo不允许挂靠焊缝连接条参照ISO国际标准补充规定当焊件厚度tmm(ISO为tgemm前苏联为mm建议取tmm)的角接接头焊缝应采用收缩时不易引起层状撕裂的构造。层状撕裂是垂直于轧制钢材厚度方向的一种开裂现象。因为焊缝收缩使附近金属产生很大应变和应力集中所以焊接接头中很容易产生层状撕裂。条根据美国AWS的多年经验凡不等厚(宽)焊件对焊连接时均在较厚(宽)焊件上做成坡度不大于(ISO为不大于)的斜角。为减少加工工作量对承受静态荷载的结构将原规范规定的斜角坡度不大于改为不大于而对承受动态荷载的结构仍为不大于不作改变。因为根据我国的试验研究不论改变宽度或厚度坡度用:~:接头的疲劳强度与等宽、等厚的情况相差不大。条两焊脚边夹角>deg(原规范为deg)时焊缝表面较难成型受力状况不良而<deg的焊缝施焊条件差根部将留有空隙和焊渣已不能用条的规定来计算这类斜角角焊缝的承载力故规定这种情况只能用于不受力的构造焊缝。但钢管结构有其特殊性不在此限。条侧面角焊缝所受的剪应力在弹性阶段沿长度的分布很不均匀两端大中间小。侧焊缝愈长应力集中系数(最大剪应力fmax与平均剪应力fm与之比)愈大。由于侧面角焊缝有良好的塑性在荷载作用下只要焊缝不是过长其两端点达到屈服极限以后继续加载应力会逐渐拉平直使全焊缝长度同时达到强度极限而破坏。但是若焊缝长度很大时也有可能端部首先破坏中部焊缝起不到应有的传力作用。因此各国和地区的规范均对侧面角焊缝的长度提出了限制。侧面角焊缝的最大长度原来对动力荷载作用下控制较严(lwlehf)后来经过我国的试验研究证明对静载或动载可以不加区别统一取lwlehf。现在国外亦都不考虑荷载状态的影响。螺栓连接和铆钉连接条表的修改是参考我国《铁路桥梁钢结构设计规范》(年征求意见稿)及美国钢结构设计规范(AISC)进行的修改的主要内容及理由是:()原规范表中对中间排的中心间距ldquo任意方向rdquo涵义不清今参照桥规明确为ldquo沿对角线方向rdquoldquo垂直内力方向rdquo和ldquo顺内力方向rdquo的情况。()原规范表中的边距区分为切割边和轧制边两类这和前苏联的规定相同(我国桥规亦如此)。但美国AISC却始终区分为剪切边(shearcut)和轧制边或气割(gascut)与锯割(sawcut)两类。意即气割及锯割和轧制是属于同一类的从切割方法对钢材边缘质量的影响来看美国规范是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。条(强制性条文)ldquo对直接承受动力荷载的普通螺栓受拉连接应采用双螺帽或其它能防止螺帽松动的有效措施。rdquo条(新增条文)因撬力很难精确计算故增加了对沿杆轴方向受拉的螺栓(铆钉)连接中的端板(法篮板)应适当增强刚度的构造要求(如设置加劲肋等)以免有时撬力过大影响安全。结构构件条增加了腹杆与弦杆直接对焊情况下ldquo相邻腹杆连接角焊缝焊趾间净距不小于mm(钢管结构除外)rdquo的规定以利施焊且改善抗脆断性能。钢管结构相贯连接节点处的焊缝连接另有详细规定故不受此限。条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。为此将原规范的ldquo不得rdquo改为ldquo不宜rdquo考虑。至于摩擦系数的取值现在国内外已普遍采用故列入。条新增ldquo插入式柱脚rdquo的有关构造规定。当钢柱直接插入混凝土杯口基础内用二次浇灌层固定时即为插入式柱脚。本条规定是参照北京钢铁设计研究总院编写的ldquo钢柱杯口式柱脚设计规定rdquo提出来的同时还参考了钢管混凝土结构设计规程。钢柱插入杯口的最小深度与我国电力行业标准ldquo钢mdash混凝土组合结构设计规程(DL/T-)rdquo的插入深度比较接近。另外本条规定的数值大于预制混凝土柱插入杯口的深度这是合适的。对双肢柱的插入深度北钢院原取为(~)hc。而混凝土双肢柱为(~)hc并说明当柱安装采用缆绳固定时才用hc。为安全计本条将最小插入深度改为hc。条新增ldquo埋入式柱脚rdquo和ldquo外包式柱脚rdquo的有关构造规定。将钢柱直接埋入混凝土构件(如地下室墙、基础梁等)中的柱脚称为埋入式柱脚而将钢柱置于混凝土构件上又伸出钢筋在钢柱四周外包一段钢筋混凝土者为外包式柱脚亦称为非埋入式柱脚。规定了保护层厚度栓钉直径和间距。本条规定参照了ldquo高层民用建筑钢结构技术规程rdquo(JGJ-)以及冶金部《钢骨混凝土结构设计规程》(YB-)中相类似的构造要求。关于对埋入深度或外包高度的要求高钢规程中规定为柱截面高度的~倍(大于插入式柱脚的插入深度)是引用日本的经验对抗震有利。而在钢骨混凝土规程中对此没有提出要求。因此本条没有对埋深或外包高度提出具体要求。对吊车梁和吊车桁架(或类似结构)的要求条对原规范进行补充和修改的内容为:()明确规定了支座加劲肋和中间横向加劲肋的配置方式和构造要求()参照前苏联的经验规定了横向加劲肋的宽度不宜小于mm。条焊接吊车长轨要保证轨道在温度作有下能沿纵向伸缩同时不损伤固定件日本在钢轨固定件与轨道间留有约mm空隙西德经验约为mm我国使用的经验应留有一定空隙(mm)。大跨度屋盖结构本节是新增加的内容是我国大跨度房屋结构建设经验的总结。条明确定义跨度Lgem的屋盖为大跨度屋盖结构。条重点介绍了大跨度屋盖结构的构造要求其它结构形式(如空间结构拱形结构等)见专门的设计规程或有关资料。条大跨度结构的变形限制提高寒冷地区结构抗脆断能力的要求本节是新增加的内容是为了使设计人员重视钢结构可能发生脆断(特别是寒冷地区)而提出来的。内容主要来自前苏联的资料同时亦参考了其它国内外的有关资料。这些资料在定量的规定上差别较大很难直接引用但在定性方面即概念设计中却有一些共同规律可供今后设计中参照:()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)、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。()钢材在相应试验温度下的冲击韧性指标目前仍被视作钢材抗脆断性能的主要指标。()对低合金高强度结构钢的要求比碳素结构钢严如最大使用厚度更小冲击试验温度更低等而且钢材强度愈高要求愈严。至于钢材厚度与结构抗脆断性能在定量上的关系国内外均有研究有的已在规范中根据结构的不同工作条件对不同牌号的钢材规定了最大使用厚度。但由于我们对国产建筑钢材在不同工作条件下的脆断问题还缺乏深入研究故这次修订时尚无法对我国钢材的最大使用厚度作出具体规定只能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。条根据前苏联对脆断事故调查的结果格构式桁架结构占事故总数的%而梁结构仅占%板结构占%可见桁架结构容易发生脆断。但从我国的调研结果看脆断情况并不严重故规定在工作温度Tle-deg的地区的焊接结构建议采用较薄的组成板件。条规定在Tle-℃的地区构造要求条规定在Tle-℃的地区施工要求防护和隔热因为补充考虑了防火问题故将原标题ldquo防锈和隔热rdquo改为ldquo防护和隔热rdquo。同时增加了对除锈等级、防腐蚀设计和防火设计的条文。除锈等级与涂料品种有关详见《工业建筑防腐蚀设计规范》(GB)。条设计使用年限大于或等于年的建筑物(原规范为受浸蚀介质作用的结构)对使用期间不能重新油漆的结构部位应采取特殊的防锈措施。条(强制条文)柱脚在地面以下的部分应采用强度等级较低的混凝土包裹(保护层厚度不应小于mm)并应使包裹的混凝土高出地面约mm。当柱脚底面在地面以上时则柱脚底面应高出地面不小于mm。耐久性 、防腐:刷漆、包裹(常规做法) 、抗腐:不锈钢、耐候钢条(强制条文)受高温作用的结构应根据不同情况采取下列防护措施:  、当结构可能受到炽热熔化金属的侵害时应采用砖或耐热材料做成的隔热层加以保护  、当结构的表面长期受辐射热达℃以上或在短时间内可能受到火焰作用时应采取有效的防护措施(如加隔热层或水套等)。高温防护 、灭火:喷淋、消火栓 、防火:包裹、涂料(常规做法) 、抗火:火荷载分析耐火钢(已有应用) 、性能化防护(特殊建筑物):火灾场景参数化升温过程结构荷载温度分析(材料非线性几何非线性非均匀温度场)第9章塑性设计条(强制性条文)按塑性设计时钢材的力学性能应满足屈强比fufyge伸长率dge相应于抗拉强度fu的应变eu不小于倍屈服点应变ey取消原规定的强度设计值折减系数将原放在说明有关对钢材的要求列入正文。条弯矩作用在一个主平面内的压弯构件其稳定性应符合下列要求:()弯矩作用平面内()弯矩作用平面外附录Amdash结构变形结构变形规定移至附录A重新定义受弯构件挠度容许值两个标准:()永久荷载和可变荷载产生的挠度规定()可变荷载产生的挠度规定A补充风荷载作用下单层框架柱顶水平位移容许值:()无桥式吊车H()有桥式吊车H轻型框架结构的柱顶水平位移和层间位移均可适当放宽。附录Cmdash稳定系数表()按钢号确定fy不必考虑厚度影响(原规范中j值无厚度因素)。()l取值双轴对称:分类表lxly单轴对称:分类表绕非对称轴lx绕对称轴lyz无对称轴:原规范C类lxly新规范无规定格构构件:分类表loxly或loxloy()公式计算。附录Dmdash计算长度系数()KK最大取(包括刚接柱脚)铰接柱脚K=(或平板柱脚)无侧移m有侧移m。()横梁刚度调整系数无侧移系数表:远端铰接,远端嵌固(不是刚接)有侧移系数表:远端铰接,远端嵌固(不是刚接)()横梁刚度折减系数aN(轴压力Nb)无侧移系数表有侧移系数表远端铰接,远端嵌固附录Emdash连接分类类:不同厚度钢板对接疲劳计算坡度要求:(非疲劳计算要求:)附录Fmdash节点板稳定计算桁架受压斜腹杆连接处失稳计算问题一轴心受压构件局部稳定公式中的l取值等稳定性原则:双轴对称截面l=max(lx,ly)单轴对称截面l=max(lx,ly,lyz)问题二弱支撑框架柱的平面内计算长度系数m直接计算稳定系数j但计算NEX需要lx偏保守取无支撑框架柱计算长度

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GB50017-2018《钢结构设计规范》

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