《钢结构设计规范》.ppt

1、钢结构设置修订规范GB50017-2003应用讲座清华大学石永，(1)GBJ17-88自1997年开始修订，2001年12月完成报告草稿，这两年的其他规范陆续发表，不断修改。 (2)吸收了国内外近10年来钢结构研究和工程应用成果，借鉴了欧洲、美国、英国、澳大利亚等国新规范的经验。 (3)条文的增改部分超过2/3。 (4)必须明确并执行强制条文。 (5)同时考虑了原则性和操作性。背景、讲义内容(1)增加条文进行详细说明(2)修改条文指定修改处(3)强制条文重新确认重要性(4)条文的简单概要规范比不改变，第1章总则，1.0.1条基本原则不变，1.0负荷取值为建筑结构负荷规范要求，地震区的建筑物和构

2、筑物为建筑抗震设施修订、1.0.4条设定修订原则、不变1.0.5条(强制条文)钢结构设定修订文件中，应注明建筑结构的设定修订耐用年限、钢材品种、连接材料的型号(或钢号)和钢材所要求的力学性能、化学成分及其他追加保证项目。 同时还应明确标明要求的焊接形式、焊接质量等级、端面平顶及施工要求。 1.0.6条特殊设定订正要求不变，第2章用语和符号、材料编入第3章。 第2章主要列出建筑结构设置修订用语和符号标准(GB/T50083-97 )中没有的用语(web“通用高厚度比”等)，但符号完全标明。 第3章基本设定修订规定、3.1设定修订原则3.1.1条设定修订基础、不变3.1.2条(强制条文)承重结构应

3、在以下的负荷能力极限状态和正常使用极限状态下进行修订： (1)负荷能力极限状态包括部件和连接的强度破坏、疲劳破坏和过度变形；(2)正常使用极限状态包括结构、 包括影响构件和非结构构件的正常使用或外观的变形、影响正常使用的振动、影响正常使用或耐久性能的局部损伤(包括混凝土的裂缝)。 3.1.3条(强制条文)修订钢结构，应当根据结构破坏的结果，采用不同的安全等级。 一般工业和民用建筑钢结构的安全等级可以分为二级，其他特殊建筑钢结构的安全等级可以根据情况另行决定。 3.1.4条(强制条文)在承载能力极限状态下修订钢结构时，必须考虑荷载效应的基本组合，必要的时尚必须考虑荷载效应的偶然组合。 在正常使用

4、极限状态下修订钢结构时，应考虑载荷效应的标准组合，对于钢和混凝土的组合梁，应考虑永久组合。 3.1.5条(强制条文)订正结构或构件的强度、稳定性及连接的强度时，采用负荷设定订正值(负荷基准值乘以负荷部分系数)订正疲劳时，请采用负荷基准值。 3.1.6根修正结构或构件的强度和稳定时，动力负荷设定修正值乘以动力系数修正疲劳和变形时，动力负荷的基准值不乘以动力系数。 部分“在修正起重梁或起重桁架及其制动结构的疲劳和挠曲时，起重负荷必须作用于跨越间负荷效应最大的起重机来决定。 ”“这是一个很好的例子。” 3.1.7条、3.1.8条、3.1.9条移至3.2节，3.2载荷和载荷效应计算在追加本节3.2.1

5、条(强制条文)后修订钢结构时，载荷的标准值、载荷分项系数、载荷组合不能在海外规范，结构的重要性系数0不能成为当前建筑结构的GB50068的7.0.3条注“关于设定修订寿命为25年的构造部件，各构造规范可以根据各自的状况决定0值”。本规范根据寿命50年时01.0、寿命5年时00.9，规定寿命25年取00.95。 修订后的负荷规范将屋顶平均布活负荷基准值统一规定为0.5kN/m2(原规定为0.3、0.5、0.7kN/m2三级)，但明确记载了“可对不同的构造按照相关设定修订规范增减0.2kN/m2”。 因此，本规范在本条中明确记载了“对于支撑轻屋顶的构件或结构，只有一个可变负荷，负荷面积超过60m2

6、时，取0.3kN/m2”的重屋顶中增加了以永久负荷为主的组合，因此屋顶的活性负荷不会提高。 3.2.2条原规范对重级工作制起重梁，应将载荷规范规定的横向水平载荷乘以增大系数，以考虑起重机的摆动力。 当前，HK=Pkmax式中的Pkmax是起重机的最大轮压基准值即系数0.1 (一般软钩起重机)、0.15 (抓斗或者盘起重机)和0.2 (硬钩起重机)。 根据起重机设定修正规范(GB3811-83 )，以起重机利用等级(即循环次数、U0-U9等10级)和载荷状态(载荷频谱系数Kp为轻、中、重、特重等4级)综合地将起重机作业等级分为A1A8级。 本规范所称轻级工作制为A1A3级，中级为A4A5级重级为

7、A6A8级(其中A8为特重级)。 3.2.3本订算考虑屋顶桁架悬吊起重机和电动葫芦时：同一运行线路的台数：梁式起重机2、电动葫芦1。 3.2.4条(原第3.1.9条)冶炼厂的负荷衰减系数不变，3.2.5条结构的修正算法模型和基本假设应尽可能与构件连接的实际性能一致。 3.2.6条建筑结构内力一般采用结构静力学的方法进行弹性分析，符合本规范第9章的超静定结构，可采用塑性分析。 采用弹性分析的结构允许杆件截面发生塑性变形。 3.2.7根框架结构梁与柱刚性连接，梁柱交叉角不变，连接可承受最不利内力的梁与柱铰链，充分的旋转能力，剪切力和轴力传递梁与柱半刚性连接，具有有限的旋转刚性，交叉角变化，弯矩的旋

8、转角曲线3.2.8条对框架结构(一般指不支持的纯框架)最好采用二次弹性分析”。 其中n是计算楼层的各柱轴压力之和，h是要修正的楼层及以上各楼层的水平力之和，h是要修正的楼层的高度，u是修正的楼层在1次解析的楼层之间横向移动。 在此可以替换为位移允许值u。 在采用a二次分析的情况下，在各层的柱顶考虑虚拟水平力Hni :式中，Qi为第I层的总重力载荷修正值ns为框架的总层数，y为作为钢材强度影响系数的Q235钢、y=1.0 Q345钢、y=1.1 Q390钢、y=1.2 Q420钢、y=1.25 c .规范在采用二次弹性分析的情况下，提出了杆端弯矩的近似校正计算方法： M2M1b 2i M1s式中

9、的M1b、M1s分别考虑在框架有无横向偏移或有横向偏移的情况下，通过一次弹性分析求出的杆端弯矩即2i二次效应如2i 1.33那样，应该提高框架刚性的本条不适用于门式刚架和塑性设定修订刚架，3.3材料选择(原规范第2章)，3.3.1条(原2.0.1条)增加使用钢材的品种(原规格为3号钢，16Mn，15MnV )现在，Q235 在Q345 (相当于废弃的旧标准的16MnNb) Q420 (相当于废弃的旧标准的15MnVN，14MnVTiRE )中，15MnVN被用于九江长江大桥(塞焊铁路桥)。3.3.2条(原2.0.2条)以下情况下，不得采用Q235钢(沸腾钢)焊接结构： (1)直接承受动力载荷或

10、振动载荷，需要管理疲劳的结构(2) 工作温度小于T-20时：直接承受动力负荷或振动负荷但不管疲劳的构造承受静力负荷的压曲和拉伸的重要的承重构造(3)工作温度T-30的全部承重构造非焊接构造：承受工作温度T-20的直接动力负荷，需要管理疲劳的构造，3.3.3条(强制条文，原来的2 承重结构所采用的钢材必须具有抗拉强度、伸长率、屈服强度和硫、磷含量的合格保证，焊接结构必须具有碳含量的合格保证。 焊接屈服强度结构及重要非焊接屈服强度结构所采用的钢材，冷弯试验合格保证材质单指标必须齐全，3.3.4条(原2.0.3条)对管理疲劳的焊接和非焊接结构钢材提供冲击韧性合格保证。 3.3.5根(原来的2.0.4

11、根)钢铸件没有变化，3.3.6根增加z方向钢，厚板容易裂开为层状，不利于沿厚度方向拉伸的接头，因此需要采用厚度方向性能钢材。 我国建筑抗震设施修订规范和建筑钢结构焊接技术规程规定的厚度超过40mm的，应当采用厚度方向性能钢材。 3.3.7条增加耐候钢的技术要求，对耐腐蚀有特殊要求，在腐蚀介质作用3.3.8条(原来的2.0.5条)增加销材要求，3.4设置修订指标，3.4.1条(强制条文)增加钢材强度。 r为抗力节系数，Q235钢，R=1.087； Q345、Q390、Q420钢、R1.111。 这样，在Q345钢中，比原规格的16Mn(R1.087 )强度设定修正值低。 原因：发现Q345钢含有

12、旧标准的5种钢材，在统一修订资料不足的近年来，16Mn钢的质量不佳，有点厚(t20 mm时)和容易分层。 指标对应修正点的钢材厚度，(1)钢板厚度增加到100mm (旧规格3号钢50mm、16Mn和15MnV钢36mm )，这是为了与轴压d曲线相对应。 事实上，厚板的统一修订资料还不够。 板厚16mm时，厚度分组的标准发生变化。 (2)Q345钢相应的对接焊接强度设定修正值降低。 (3)普通螺栓的a、b级，根据GB5782-86，其材料不是3号钢，而是分为5.6级和8.8级，现在变更为ftb=210，400 n/mm 2，fvb=190，320 n (4)普通螺栓的c级，是4.6级和4.4级(

13、5)增加受压型连接高强度螺栓的抗拉强度。 a级、b级的螺栓均为传统的“精制螺栓”，质量标准要求相同。 仅a类螺栓用于d24mm和l (螺栓公称长度) 10d或L150mm (小值)。 d或l大的一方称为b级螺栓。 铆钉签订在检查规范GB50205中没有条文，是否保留在设订中规范，意见不一致，现在保留。 3.4.2条(强制条文)强度设定修正值减系数：单面连接山形钢的施工条件差的高空焊接增加“无垫板的单面焊接对接焊接乘以系数0.85”。 3.5结构或构件变形的规定，本文原则规定，具体数值规定见附录a。 3.5.1条(追加条文)弯曲部件的挠曲容许值uT定负荷引起的挠曲容许值，主要是外观要求uQ是活性

14、负荷引起的挠曲容许值，主要是使用要求。 变更起重梁和起重桁架的挠曲，以最大重量1台起重机的自重进行修正(其挠曲容许值已调整)。 理由：符合许多符合“正常使用极限状态”要求的国外标准。 3.5.2条(原来的3.3.1条)不考虑断面的弱化，没有变化，3.5.3条(追加条文)部件预先产生拱形值，一般取定负荷基准值的1/2活性负荷基准值的挠曲值。原来的3.3.23.3.5条移至附录a，第4章的弯曲部件的修正算法为4.1强度，第4.1.1条的实腹弯曲部件，弯曲强度的修正算法为gx=gy=1.0，从“直接被动负荷”到“需要修正疲劳的hy为梁外面到腹板边缘的距离，hR为4.1.4条换算应力修正算、无变化、4

15、.2整体稳定、4.2.1条整体稳定的措施、无变化、4.2.2条平面内稳定算、无变化、4.2.3条双向受弯梁稳定算、无变化4.2.5条(追加条文) 梁承载台的结构措施防止梁端扭转4.2.6条减少梁受压法兰侧的修正长度的支撑，以梁受压法兰为轴心压杆，根据法兰轴力(例如N=sAf )修正必要的支撑，变得不统一，4.3局部稳定的原来的各种应力的共同作用的临界新公式(4.3.3-1)等参考了澳大利亚规范等资料，适用于弹塑性修正后的临界应力。 没有局部的压缩应力，承受静力负荷的焊接工形承载梁，在新增加的4.4节中规定利用弯曲后强度进行设定修正。 4.3.1条(增加条文)主要增加内容： (1)承受静力和间接动力的组合梁应考虑腹板弯曲后的强度。 (2)在直接接受动力的起重梁等上配置加劲肋，修正腹板的稳定性。 (3)轻中级工作起重机梁修正腹板的稳定性时，轮压设定修正值可乘以减率0.9、4.3.3条的主要修正内容： (1)“对于没有局部压缩应力的梁，不需要修正”(2)增加的仅配置横向加劲肋时：单一临界应力cc 其中，a式的临界应力等于强度设定修正值f的c式是完全有弹性的临界应力，相当于原规范的规定的b式是从弹性向屈服的转移。 公式采用国际通行的表现方式，采用通用高厚度比作为残奥仪表，即(