《钢结构设计规范》修订 情况介绍.ppt

钢结构设计规范修订 情况介绍 * *大学土木工程学院大学土木工程学院 钢结构设计规范的历史 l l 解放初期解放初期： 1- 46 1- 46 l l 19551955年：年： 121- 55 121- 55 l l 19741974年：年： tj 17- 74tj 17- 74 l l 19881988年：年： gbj 17-88gbj 17-88 l l 20032003年：年： gb 50017gb 50017 l 根据建设部根据建设部9797建标字第建标字第108108号文的要求，号文的要求， 国家标准钢结构设计规范国家标准钢结构设计规范19971997年开始进年开始进 行全面修订。规范修订组总结了原行全面修订。规范修订组总结了原gbj1788gbj1788 规范存在的问题与不足，针对近年来建筑钢规范存在的问题与不足，针对近年来建筑钢 结构快速发展的市场背景，吸收了国内外最结构快速发展的市场背景，吸收了国内外最 新研究成果，数易其稿，完成了新的钢结新研究成果，数易其稿，完成了新的钢结 构设计规范构设计规范gb50017gb50017。 l 新规范共新规范共1111章章7 7个附录（增加第个附录（增加第2 2章章“ “术语术语 和符号和符号” ”，去掉原第，去掉原第1111章章“ “圆钢、小角钢的轻圆钢、小角钢的轻 型结构型结构” ”），共有条文），共有条文239239条，强制性条文条，强制性条文1414 条。其中新增条文条。其中新增条文4848条，局部修改条，局部修改102102条。条。 l l 依据：各相关国家规范（如依据：各相关国家规范（如“ “统一标准统一标准” ”、 “ “荷载规范荷载规范” ”、“ “抗震规范抗震规范” ”等）已修订，且应等）已修订，且应 用范围有所扩大。用范围有所扩大。 第1章 总 则 l 本章总条数不变，但其中三条作了修改。本章总条数不变，但其中三条作了修改。 l l 增加提到与有关规范的关系，如建筑结构可靠增加提到与有关规范的关系，如建筑结构可靠 度设计统一标准、建筑结构荷载规范、度设计统一标准、建筑结构荷载规范、 冷弯薄壁型钢结构技术规范、抗震规范（包括冷弯薄壁型钢结构技术规范、抗震规范（包括 建筑抗震设计规范、构筑物抗震设计规范建筑抗震设计规范、构筑物抗震设计规范 、中国地震动参数区划图）等。但因防火、中国地震动参数区划图）等。但因防火 问题是在构造要求中规定的，故防火规范在第问题是在构造要求中规定的，故防火规范在第8 8章章 8.9.48.9.4条中提到。条中提到。 1.0.5 1.0.5 强制性条文强制性条文 “ “在钢结构设计文件中，应注明建筑结构的设计在钢结构设计文件中，应注明建筑结构的设计 使用年限、采用的钢材牌号，连接材料的型号使用年限、采用的钢材牌号，连接材料的型号( (或钢或钢 号号) )和对钢材所要求的力学性能、化学成分及其它的和对钢材所要求的力学性能、化学成分及其它的 附加保证项目。此外，还应注明所要求的焊缝形式附加保证项目。此外，还应注明所要求的焊缝形式 、焊缝质量等级、端面刨平顶紧部位及对施工的其、焊缝质量等级、端面刨平顶紧部位及对施工的其 它要求。它要求。” ” 钢结构设计文件钢结构设计文件中应注明的这些内容与保证工程中应注明的这些内容与保证工程 质量密切相关，因此将本条确定为强制性条文。质量密切相关，因此将本条确定为强制性条文。 第2章 术语和符号 l 按工程建设标准编写规定的要求，新增按工程建设标准编写规定的要求，新增 加此一章。主要列出建筑结构设计术语和符加此一章。主要列出建筑结构设计术语和符 号标准（号标准（gb/t5008397gb/t5008397）中没有的术语（如中没有的术语（如 腹板腹板“ “通用高厚比通用高厚比” ”、“ “腹板屈曲后强度腹板屈曲后强度” ”等），等）， 但符号列出较全。但符号列出较全。 l l 规范条文中的符号一般在第一次出现时解释规范条文中的符号一般在第一次出现时解释 。 第3章 基本设计规定 3.1 设计原则 l 本节本节包括包括4 4条强制性条文，即：条强制性条文，即： 3.1.23.1.2条条 强制性条文强制性条文 “ “承重结构应按下列承载能力极限状态和正承重结构应按下列承载能力极限状态和正 常使用极限状态进行设计：常使用极限状态进行设计： 1 1 承载能力极限状态包括：构件和连接的强承载能力极限状态包括：构件和连接的强 度破坏、疲劳破坏和因过度变形而不适于继续度破坏、疲劳破坏和因过度变形而不适于继续 承载，结构和构件丧失稳定，结构转变为机动承载，结构和构件丧失稳定，结构转变为机动 体系和结构倾覆。体系和结构倾覆。 2 2 正常使用极限状态包括：影响结构、构件和非正常使用极限状态包括：影响结构、构件和非 结构构件正常使用和外观的变形，影响正常使用的结构构件正常使用和外观的变形，影响正常使用的 振动，影响正常使用和耐久性能的局部损坏（包括振动，影响正常使用和耐久性能的局部损坏（包括 混凝土裂缝）。混凝土裂缝）。” ” 承载能力极限状态和正常使用极限状态是结构承载能力极限状态和正常使用极限状态是结构 或构件设计及计算的依据，本规范根据现行国家标或构件设计及计算的依据，本规范根据现行国家标 准建筑结构可靠度设计统一标准准建筑结构可靠度设计统一标准gb500682001gb500682001 的规定，结合钢结构的特点分别对极限状态进行了的规定，结合钢结构的特点分别对极限状态进行了 分类。分类。 3.1.33.1.3条条 强制性条文强制性条文 “ “设计钢结构时，应根据结构破坏可能产生的后设计钢结构时，应根据结构破坏可能产生的后 果，采用不同的安全等级。果，采用不同的安全等级。 一般工业与民用建筑钢结构的安全等级可取为二一般工业与民用建筑钢结构的安全等级可取为二 级，其它特殊建筑钢结构的安全等级应根据具体情况级，其它特殊建筑钢结构的安全等级应根据具体情况 另行确定。另行确定。” ” 按照现行国家标准建筑结构可靠度设计统一标按照现行国家标准建筑结构可靠度设计统一标 准准gb50068-2001gb50068-2001的规定，对破坏后果很严重的重要的规定，对破坏后果很严重的重要 的房屋，安全等级为一级；对破坏后果严重的一般的的房屋，安全等级为一级；对破坏后果严重的一般的 房屋，安全等级为二级。房屋，安全等级为二级。 建筑结构可靠度设计统一标准是对各设计规建筑结构可靠度设计统一标准是对各设计规 范的统一指导，不可能针对各种结构规范给出具体范的统一指导，不可能针对各种结构规范给出具体 建议。本规范根据对我国已建成的建筑物采用概率建议。本规范根据对我国已建成的建筑物采用概率 统计方法分析的结果，一般工业与民用建筑钢结构统计方法分析的结果，一般工业与民用建筑钢结构 ，按照建筑结构可靠度设计统一标准的分级标，按照建筑结构可靠度设计统一标准的分级标 准，安全等级多为二级，故规定可取为二级。准，安全等级多为二级，故规定可取为二级。 对于其它特殊的建筑钢结构，其安全等级应根对于其它特殊的建筑钢结构，其安全等级应根 据具体情况另行确定。如对于跨度等于或大于据具体情况另行确定。如对于跨度等于或大于6060m m的的 大跨度结构则宜取为一级。大跨度结构则宜取为一级。 由于本规范定位为不抗震设计，故所有由于本规范定位为不抗震设计，故所有 条文均是针对不考虑抗震的情况而制定。当条文均是针对不考虑抗震的情况而制定。当 按抗震要求设计时，不再分安全等级，而应按抗震要求设计时，不再分安全等级，而应 按现行国家标准建筑抗震设防分类标准按现行国家标准建筑抗震设防分类标准 gb50223gb50223的规定来确定建筑物的抗震设防类的规定来确定建筑物的抗震设防类 别。别。 3.1.43.1.4条条 强制性条文强制性条文 “ “按承载能力极限状态设计钢结构时，应考虑按承载能力极限状态设计钢结构时，应考虑 荷载效应的基本组合，必要时尚应考虑荷载效应荷载效应的基本组合，必要时尚应考虑荷载效应 的偶然组合。的偶然组合。 按正常使用极限状态设计钢结构时，应考虑荷按正常使用极限状态设计钢结构时，应考虑荷 载的标准组合，对钢与混凝土组合梁，尚应考虑载的标准组合，对钢与混凝土组合梁，尚应考虑 准永久组合。准永久组合。” ” 本条为钢结构设计时荷载效应的组合原则，是本条为钢结构设计时荷载效应的组合原则，是 根据建筑结构可靠度设计统一标准根据建筑结构可靠度设计统一标准gb50068-gb50068- 20012001的规定并结合钢结构的特点制定的。的规定并结合钢结构的特点制定的。 钢结构设计规范对结构或构件承载能力的计算一钢结构设计规范对结构或构件承载能力的计算一 般采用应力表达式。根据建筑结构荷载规范，当般采用应力表达式。根据建筑结构荷载规范，当 按承载能力极限状态设计钢结构时，对于基本组合，按承载能力极限状态设计钢结构时，对于基本组合， 内力设计值应从由可变荷载效应控制的组合和由永久内力设计值应从由可变荷载效应控制的组合和由永久 荷载效应控制的组合中取最不利值考虑。钢结构自重荷载效应控制的组合中取最不利值考虑。钢结构自重 较小，一般是由可变荷载效应控制设计，只有当采用较小，一般是由可变荷载效应控制设计，只有当采用 大型钢筋混凝土屋面板或有积灰的屋盖结构，以及特大型钢筋混凝土屋面板或有积灰的屋盖结构，以及特 殊情况才有可能由永久荷载控制设计。对荷载效应的殊情况才有可能由永久荷载控制设计。对荷载效应的 偶然组合，本规范参照统一标准只作出了原则性的规偶然组合，本规范参照统一标准只作出了原则性的规 定，具体的设计表达式及各项系数应符合专门规范的定，具体的设计表达式及各项系数应符合专门规范的 规定。规定。 3.1.53.1.5条条 强制性条文强制性条文 “ “计算结构或构件的强度、稳定性以及连接的强计算结构或构件的强度、稳定性以及连接的强 度时，应采用荷载设计值度时，应采用荷载设计值( (荷载标准值乘以荷载分项荷载标准值乘以荷载分项 系数系数) )；计算疲劳时，应采用荷载标准值。；计算疲劳时，应采用荷载标准值。” ” 由于现阶段对疲劳计算的可靠度理论问题尚未解由于现阶段对疲劳计算的可靠度理论问题尚未解 决，所以钢结构的疲劳强度计算只能沿用传统的按决，所以钢结构的疲劳强度计算只能沿用传统的按 弹性状态计算的弹性状态计算的“ “容许应力幅容许应力幅” ”的设计方法，的设计方法，容许应容许应 力幅力幅是根据试验结果是根据试验结果得到，故应采用荷载标准得到，故应采用荷载标准 值进行计算。另外，疲劳计算中采用的计算数据大值进行计算。另外，疲劳计算中采用的计算数据大 部分是根据实测应力或疲劳试验所得，已包含了荷部分是根据实测应力或疲劳试验所得，已包含了荷 载的动力影响，亦不再乘动力系数。载的动力影响，亦不再乘动力系数。 3.1.63.1.6条条 8888规范在计算吊车梁挠度时对吊车荷载取规范在计算吊车梁挠度时对吊车荷载取 由两台吊车产生的最不利组合，新规范改为由一由两台吊车产生的最不利组合，新规范改为由一 台吊车加自重进行计算（相应挠度容许值有所调台吊车加自重进行计算（相应挠度容许值有所调 整）。整）。 理由是：理由是： 符合符合“正常使用极限状态正常使用极限状态”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。 3.2 荷载和荷载效应计算 l 此节为新增加的内容，强调了对设计原则的指此节为新增加的内容，强调了对设计原则的指 导。突出设计原则是目前各国规范的共同特点，导。突出设计原则是目前各国规范的共同特点， 早期的规范条文以试验或实践经验为主，故条文早期的规范条文以试验或实践经验为主，故条文 简单具体。随着结构形式越来越复杂，规范的任简单具体。随着结构形式越来越复杂，规范的任 务不再仅限于提供计算公式和具体数据，而是应务不再仅限于提供计算公式和具体数据，而是应 给予设计原则的指导。因此，规范补充了有关设给予设计原则的指导。因此，规范补充了有关设 计原则的有关条文。计原则的有关条文。 3.2.13.2.1条条 强制性条文强制性条文 “ “设计钢结构时，荷载的标准值、荷载分项系数设计钢结构时，荷载的标准值、荷载分项系数 、荷载组合值系数、动力荷载的动力系数等，应按、荷载组合值系数、动力荷载的动力系数等，应按 现行国家标准建筑结构荷载规范现行国家标准建筑结构荷载规范gb50009gb50009的规的规 定采用。定采用。 结构的重要性系数结构的重要性系数 应按现行国家标准建筑 应按现行国家标准建筑 结构可靠度设计统一标准结构可靠度设计统一标准gb50068gb50068的规定采用，的规定采用， 其中对设计使用年限为其中对设计使用年限为2525年的结构构件，可取年的结构构件，可取 =0.95=0.95。” ” （1 1）有关结构的重要性系数）有关结构的重要性系数 0 0 ，建筑结构可，建筑结构可 靠度设计统一标准靠度设计统一标准7.0.37.0.3条注条注“对设计工作寿对设计工作寿 命为命为2525年的结构构件，各结构规范可根据各自情年的结构构件，各结构规范可根据各自情 况确定况确定 0 0 值值”。钢结构设计规范根据工作寿命。钢结构设计规范根据工作寿命5050 年时取年时取 0 0 1.01.0，工作寿命，工作寿命5 5年时取年时取 0 0 0.90.9，故规，故规 定工作寿命定工作寿命2525年时取年时取 0 0 0.950.95。 （2 2）新新修订的建筑结构荷载规范将不上人的修订的建筑结构荷载规范将不上人的 屋面均布活荷载标准值统一规定为屋面均布活荷载标准值统一规定为0.50.5knkn/m/m 2 2 （原规范原规范 分分0.30.3、0.50.5、0.70.7knkn/m/m 2 2 三级）。三级）。 对不上人的屋面均布活荷载，较早的荷载规范取对不上人的屋面均布活荷载，较早的荷载规范取 0.30.3knkn/m/m 2 2 ，后发现对重屋面偏低，后发现对重屋面偏低，7474规范改为规范改为 0.50.5knkn/m/m 2 2 。采用概率极限状态设计法后发现对以恒载采用概率极限状态设计法后发现对以恒载 为主的结构（混凝土结构）可靠度下降，故又提高到为主的结构（混凝土结构）可靠度下降，故又提高到 0.70.7knkn/m/m 2 2 。 新修订的荷载规范增加了以恒载为主的不利组新修订的荷载规范增加了以恒载为主的不利组 合式，屋面活荷载中主要考虑的仅是施工荷载即偶合式，屋面活荷载中主要考虑的仅是施工荷载即偶 然因素的不利影响，故又恢复到然因素的不利影响，故又恢复到0.50.5knkn/m/m 2 2 。但注明但注明“ “ 对不同结构可按有关设计规范作对不同结构可按有关设计规范作0.20.2knkn/m/m 2 2 的增减的增减” ”。 新修订的钢结构设计规范规定新修订的钢结构设计规范规定“ “对支承轻屋面的对支承轻屋面的 构件或结构，当仅有一个可变荷载且受荷面积超过构件或结构，当仅有一个可变荷载且受荷面积超过 6060mm 2 2 时，取时，取0.30.3knkn/m/m 2 2 ” ” 。这与原这与原规定有所不同，应规定有所不同，应 注意檩条的计算。注意檩条的计算。 对重屋面由于增加了以永久荷载为主的组合，对重屋面由于增加了以永久荷载为主的组合， 不再提高屋面活荷载。不再提高屋面活荷载。 3.2.23.2.2条条 原规范参考苏联规范，对重级工作制吊原规范参考苏联规范，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 数以考虑吊车的卡轨力（荷载规范只规定了小车的数以考虑吊车的卡轨力（荷载规范只规定了小车的 制动力），现改为按下式计算：制动力），现改为按下式计算： hh k k = = p pkmax kmax 式中，式中，p pkmax kmax为吊车轮压标准值；系数 为吊车轮压标准值；系数 0.10.1（一般（一般 软钩吊车），软钩吊车），0.150.15( (抓斗、磁盘吊车抓斗、磁盘吊车) )和和0.20.2（硬钩吊（硬钩吊 车）。卡轨力不与水平力同时考虑，同时，与吊车车）。卡轨力不与水平力同时考虑，同时，与吊车 工作制及连接无关。工作制及连接无关。 根据起重机设计规范根据起重机设计规范（gb381183gb381183），按按 吊车利用等级（即循环次数，分为吊车利用等级（即循环次数，分为u u 0 0 -u-u 9 9 等等1010级）和级）和 载荷状态（载荷谱系数载荷状态（载荷谱系数k k p 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别为级）综合划分吊车工作级别为a1a1 a8a8级。本规范一级。本规范一 般所指轻级工作制即般所指轻级工作制即a1a1 a3a3级；中级为级；中级为a4a4 a5a5级；级； 重级为重级为a6a6 a8a8级（其中级（其中a8a8为特重级）。但对吊车工为特重级）。但对吊车工 作制的界定不能死搬硬套吊车工作制与吊车工作级作制的界定不能死搬硬套吊车工作制与吊车工作级 别的一般对应关系，而应根据吊车的具体操作情况别的一般对应关系，而应根据吊车的具体操作情况 确定。确定。 3.2.83.2.8条条 新增，此条为有关内力分析的设计原则，新增，此条为有关内力分析的设计原则， “对对 0.10.1的框架结构（一般指无支撑纯框的框架结构（一般指无支撑纯框 架结构），宜采用二阶弹性分析架结构），宜采用二阶弹性分析”。此处。此处 n n为所计为所计 算楼层各柱轴压力之和；算楼层各柱轴压力之和； hh为所计算楼层及以上各为所计算楼层及以上各 层水平力之和；层水平力之和；h h为所计算楼层的高度；为所计算楼层的高度； u u为所计为所计 算楼层按一阶分析的层间侧移，当确定是否满足以算楼层按一阶分析的层间侧移，当确定是否满足以 上条件时可用位移容许值上条件时可用位移容许值 u u 代替。代替。 判断式判断式 为层间侧移容许值。为层间侧移容许值。 （1）采用二阶分析时，应在每层柱顶附加考虑假想 水平力（概念荷载）hni： 式中式中，q q i i 为第为第i i楼层的总重力荷楼层的总重力荷 载设计值；载设计值；n n s s 为框架总层数；为框架总层数； y y 为为 钢材强度影响系数；钢材强度影响系数； q235q235钢钢, , y y =1.0=1.0；q345q345钢钢, , y y =1.1=1.1 ；q390q390钢钢, , y y =1.2=1.2；q420q420钢钢, , y y =1.25=1.25。 l l 等式右端的根号为折减系数，考虑等式右端的根号为折减系数，考虑 当柱子较多时初始侧移有正有负，当柱子较多时初始侧移有正有负， 缺陷相互抵消。缺陷相互抵消。 （2 2）因为框架有侧移失稳是二阶效应中的竖向荷载效因为框架有侧移失稳是二阶效应中的竖向荷载效 应造成的，应造成的，采用二阶分析时，采用二阶分析时，此效应已在内力分析中计此效应已在内力分析中计 入，故入，故框架柱的计算长度系数取框架柱的计算长度系数取 =1.0=1.0。 （3 3）规范提出了采用二阶弹性分析时杆端弯矩的近似规范提出了采用二阶弹性分析时杆端弯矩的近似 计算方法计算方法： mm 2 2 mm1b 1b + + 2 2i i mm1s 1s ； ； 式中式中 mm1b 1b 、m m1s 1s 分别为框架无侧移或有侧移时按分别为框架无侧移或有侧移时按 一一 阶弹性分析求得的杆端弯矩；阶弹性分析求得的杆端弯矩； 2 2i i 考虑二阶效应第考虑二阶效应第i i层杆件的侧移层杆件的侧移 弯矩增大系数。弯矩增大系数。 框架结构的一阶弹性分析框架结构的一阶弹性分析 3.3 材料选用（原规范第二章材料） 3.3.13.3.1条条 增加了钢材的牌号：增加了钢材的牌号： q235 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 q345 ( (相当于旧标准的相当于旧标准的16mn16mn、12mnv12mnv、14mnnb14mnnb 、 16mnre16mnre、18nb18nb) ) q390 q390 ( (相当于旧标准的相当于旧标准的15mnv15mnv、15mnti15mnti、 16mnnb16mnnb) ) q420q420 ( (旧标准的旧标准的15mnvn15mnvn、14mnvtire14mnvtire) )此材料此材料为为 新增，新增，相当于美国相当于美国的的a57260a57260级和日本的级和日本的sm520sm520钢钢 。 其中，其中，15mnvn15mnvn曾曾用于九江长江大桥。用于九江长江大桥。 3.3.33.3.3条条 强制性条文强制性条文 “ “ 承重结构采用的钢材应具有抗拉强度、伸长率承重结构采用的钢材应具有抗拉强度、伸长率 、屈服强度和硫、磷含量的合格保证，对焊接结构、屈服强度和硫、磷含量的合格保证，对焊接结构 尚应具有碳含量的合格保证。尚应具有碳含量的合格保证。 焊接承重结构以及重要的非焊接承重结构采用的焊接承重结构以及重要的非焊接承重结构采用的 钢材还应具有冷弯试验的合格保证。钢材还应具有冷弯试验的合格保证。” ” 本条对用于承重结构的钢材应具有的强度、塑性本条对用于承重结构的钢材应具有的强度、塑性 、韧性等力学性能和化学成分等合格保证项目作出、韧性等力学性能和化学成分等合格保证项目作出 了规定。了规定。 3.3.53.3.5条条 增加推荐增加推荐z z向钢。向钢。厚板容易出现层状撕厚板容易出现层状撕 裂，这对沿厚度方向受拉的接头来说是很不利的裂，这对沿厚度方向受拉的接头来说是很不利的 ，因而需要采用厚度方向性能钢材。，因而需要采用厚度方向性能钢材。 我国建筑抗震设计规范和建筑钢结构焊接技我国建筑抗震设计规范和建筑钢结构焊接技 术规程中均规定厚度大于术规程中均规定厚度大于4040mmmm时应采用厚度方向时应采用厚度方向 性能钢材。性能钢材。 3.3.63.3.6条条 增加对耐腐蚀有特殊要求时推荐采用增加对耐腐蚀有特殊要求时推荐采用 耐候钢。耐候钢。 3.4 设计指标 3.4.13.4.1条条 强制性条文强制性条文 钢材强度设计钢材强度设计值为值为f f y y / / r r 。 r r 为抗力分项系数，新为抗力分项系数，新 规范规范对对q235q235钢，钢， r r =1.087=1.087；对；对q345q345、q390q390和和q420q420 钢，钢， r r 1.1111.111。这样这样对对q345q345钢来说，比原规范的钢来说，比原规范的 16mn16mn（ r r 1.0871.087）强度设计值有所降低。原因为强度设计值有所降低。原因为 ： q345q345钢包括旧标准的钢包括旧标准的5 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16mn16mn钢质量不理想，稍钢质量不理想，稍厚（当厚（当t t 20mm20mm）就容易分层。就容易分层。 钢材厚度增加到钢材厚度增加到100100mmmm（原规范原规范3 3号钢号钢 5050mmmm ，16mn16mn和和1515mnvmnv钢钢 3636mmmm），），这是为了与轴压这是为了与轴压d d 曲线相呼应。其实，厚板的统计资料尚不够充分。曲线相呼应。其实，厚板的统计资料尚不够充分。 普通螺栓的普通螺栓的a a、b b级，根据级，根据gb578286gb578286，其材料其材料 不是不是3 3号钢，而是号钢，而是8.88.8级，现改取级，现改取f f t t b b = =400n/mm400n/mm 2 2 , , f f v v b b =320n/mm=320n/mm 2 2 。 a a、b b 级螺栓都是以前的级螺栓都是以前的“ “精制螺栓精制螺栓” ”，质量标准，质量标准 要求相同。要求相同。a a级螺栓用于级螺栓用于d d 24mm24mm和和l l（螺栓公称长螺栓公称长 度）度） 1010d d或或l l 150mm150mm（按较小值）；按较小值）；d d或或l l较大者较大者 为为b b 级螺栓。级螺栓。 8.88.8级普通螺栓与级普通螺栓与8.88.8级承压型高强度螺栓的性能级承压型高强度螺栓的性能 等级相同，其区别在于：等级相同，其区别在于： （1 1）承压型高强度螺栓要求施加预拉力；承压型高强度螺栓要求施加预拉力； （2 2）承压型高强度螺栓的孔径要求低于普通螺承压型高强度螺栓的孔径要求低于普通螺 栓，因此，其抗剪强度低于普通螺栓，但抗拉强度栓，因此，其抗剪强度低于普通螺栓，但抗拉强度 相同（见材料表中的强度设计值）。相同（见材料表中的强度设计值）。 铆钉连接在验收规范铆钉连接在验收规范gb502052001gb502052001中已无条文，中已无条文， 在设计中规范中是否保留意见不一致，现予保留。在设计中规范中是否保留意见不一致，现予保留。 3.4.23.4.2条条 强制性条文强制性条文 第第3.4.13.4.1条所规定的强度设计值是结构处于正常条所规定的强度设计值是结构处于正常 工作情况下求得的，对一些工作情况处于不利的结工作情况下求得的，对一些工作情况处于不利的结 构构件或连接，其强度设计值有所降低。所以本条构构件或连接，其强度设计值有所降低。所以本条 规定，在某些特殊情况下钢材的强度设计值应乘以规定，在某些特殊情况下钢材的强度设计值应乘以 相应的折减系数相应的折减系数: : 在在“ “强度设计值折减系数强度设计值折减系数” ”中，增加中，增加“ “无垫板的单无垫板的单 面施焊对接焊缝折减系数取面施焊对接焊缝折减系数取0.85”0.85”。 3.5 结构或构件变形的规定 3.5.13.5.1条条 对结构或构件变形的规定，正文中仅为原对结构或构件变形的规定，正文中仅为原 则性规定，并强调当有实践经验或有特殊要求时可则性规定，并强调当有实践经验或有特殊要求时可 作适当调整。有关变形的具体数值规定改放在附录作适当调整。有关变形的具体数值规定改放在附录 a a，同时，增加了对框架柱顶位移的限制值。同时，增加了对框架柱顶位移的限制值。 受弯构件的挠度容许值改为考虑两种情况：受弯构件的挠度容许值改为考虑两种情况： v v t t 恒载活荷载作用下的挠度容许值，恒载活荷载作用下的挠度容许值， 主要是观感要求；主要是观感要求； v vq q 活荷载作用下的挠度容许值，主要是活荷载作用下的挠度容许值，主要是 使用要求。使用要求。 第4章 受弯构件的计算 4.1 4.1 强度强度 规范规定梁的强度设计应考虑以下几项：规范规定梁的强度设计应考虑以下几项： f fv c f 1f 4.1.14.1.1条条 梁抗弯强度计算不考虑塑性发展的范围由梁抗弯强度计算不考虑塑性发展的范围由“ 直接承受动力荷载直接承受动力荷载”缩小为缩小为“需要计算疲劳需要计算疲劳”的梁。的梁。 4.1.34.1.3条条 在梁局部承压强度计算中，原规范假定集在梁局部承压强度计算中，原规范假定集 中荷载从作用点处以中荷载从作用点处以1:11:1扩散，新规范将集中力在扩散，新规范将集中力在 腹板边缘的分布长度改为（与梁和柱刚性连接节点腹板边缘的分布长度改为（与梁和柱刚性连接节点 一致，以一致，以1:2.51:2.5和和1:11:1扩散）：扩散）： 4.2 整体稳定 4.2.24.2.2条条 在梁整体稳定计算中，将在梁整体稳定计算中，将 时采时采 用的用的 改为简化式改为简化式 （与冷弯薄壁型钢结构设计规范协调，便于使（与冷弯薄壁型钢结构设计规范协调，便于使 用）。两者计算结果最大相差用）。两者计算结果最大相差3.2%3.2%。 4.3 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： 对原来按无限弹性计算的腹板各项临界应力作对原来按无限弹性计算的腹板各项临界应力作 了弹塑性修正。了弹塑性修正。 原各种应力共同作用下的临界条件公式来源于原各种应力共同作用下的临界条件公式来源于 完全弹性条件，新的公式参考了澳大利亚规范等完全弹性条件，新的公式参考了澳大利亚规范等 资料，适合于弹塑性修正后的临界应力。资料，适合于弹塑性修正后的临界应力。 无局部压应力且承受静力荷载的焊接工字形载无局部压应力且承受静力荷载的焊接工字形载 面梁，可按新增的面梁，可按新增的4.44.4节利用屈曲后强度设计。节利用屈曲后强度设计。 根据弹性稳定理论，矩形弹性薄板在周边应力 作用下的临界条件可用下式表达： 式中 嵌固系数，其值取决于梁翼缘对腹板的 嵌固程度。当梁翼缘扭转受到约束时，翼缘对腹板 的嵌固程度较强，可取=1.66；当梁翼缘扭转未受 约束时，翼缘对腹板的嵌固程度较弱，可取=1.23 。 k板的屈曲系数，与板边的支承条件及板 的受力情况（受压、受弯或受剪）有关。 将钢材的弹性模量将钢材的弹性模量e=206000n/mme=206000n/mm 2 2 ，泊松比泊松比 n=0.3n=0.3，代入公式，为使公式方便计算，引入国际上代入公式，为使公式方便计算，引入国际上 通行的采用通用高厚比通行的采用通用高厚比 的表示方法，取通用高厚比的表示方法，取通用高厚比 ，即可得：，即可得： 上式由弹性公式推出，上式由弹性公式推出，为完全弹性的临界应力为完全弹性的临界应力 ，8888规范以此为基础，推出了梁加劲肋间距的近似计规范以此为基础，推出了梁加劲肋间距的近似计 算公式。算公式。 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）单项临界应力）单项临界应力 cr cr、 、 cr cr、 、 c, c,cr cr原 原8888规范只有规范只有 一个值，由弹性公式推出，新规范参照澳大利亚规一个值，由弹性公式推出，新规范参照澳大利亚规 范将临界应力用三段式表示。范将临界应力用三段式表示。其中其中c c式为完全弹性式为完全弹性 的临界应力，与的临界应力，与8888规范的规定相当规范的规定相当；a a式的临界应式的临界应 力等于强度设计值力等于强度设计值f f v v ，即塑性阶段；即塑性阶段；b b式则为弹性到式则为弹性到 屈服之间的过渡，即弹塑性阶段的临界应力。屈服之间的过渡，即弹塑性阶段的临界应力。 例如计算例如计算腹板抗剪临界应力腹板抗剪临界应力 cr cr为 为4.3.3-34.3.3-3a a、b b、c c 三个公式，公式采用了国际通行的表达方式，采用通三个公式，公式采用了国际通行的表达方式，采用通 用高厚比用高厚比 作为参数，即作为参数，即 当当 ( (a a) ) 当当 ( (b b) ) 当当 弹性范围弹性范围 ， 为钢材抗剪为钢材抗剪 屈服强度，等于屈服强度，等于 ，用设计值表达：，用设计值表达： ( (c c) ) 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/ /h h o o 1.01.0时时, , 当当a a/ /h h o o 1.01.0时时, , 弯曲正应力作用下的临界应力弯曲正应力作用下的临界应力 cr cr和局部压应力作 和局部压应力作 用下的临界应力用下的临界应力 c, c,cr cr与 与 cr cr类似。只是在确定 类似。只是在确定 cr cr时， 时， 屈曲系数取屈曲系数取 = =23.923.9，腹板边缘的嵌固系数取为，腹板边缘的嵌固系数取为 = =1.661.66 （受压翼缘扭转受到约束）或（受压翼缘扭转受到约束）或1.231.23（受压翼缘扭转（受压翼缘扭转 未受到约束），代替了原规范的单一约束系数未受到约束），代替了原规范的单一约束系数1.611.61 。 （2 2）各种应力共同作用下的计算式，新旧规范有较）各种应力共同作用下的计算式，新旧规范有较 大区别，例如仅设有横向加劲肋时：大区别，例如仅设有横向加劲肋时： 旧规范旧规范 新规范新规范 旧规范计算式中，分母旧规范计算式中，分母 cr cr、 、 c, c,cr cr、 、 cr cr均可超过屈 均可超过屈 服强度，假定钢材是无限弹性，加劲肋的间距由构造服强度，假定钢材是无限弹性，加劲肋的间距由构造 要求控制，不适用于弹塑性修正后的临界应力。新规要求控制，不适用于弹塑性修正后的临界应力。新规 范的相关公式较能适应经弹塑性修正后的临界应力。范的相关公式较能适应经弹塑性修正后的临界应力。 当有纵向加劲肋时或甚至还有短加劲肋时的计算当有纵向加劲肋时或甚至还有短加劲肋时的计算 方法，均参考了国外标准的规定。方法，均参考了国外标准的规定。 4.4 组合梁腹板考虑屈曲后强度的设计 本节为新增加的条文本节为新增加的条文 4.4.14.4.1条条 组合梁腹板考虑屈曲后强度的承载力组合梁腹板考虑屈曲后强度的承载力 （1 1）条款不适用于吊车梁，因有关资料不充分，）条款不适用于吊车梁，因有关资料不充分， 多次反复屈曲可能导致腹板边缘出现疲劳裂纹。多次反复屈曲可能导致腹板边缘出现疲劳裂纹。 （2 2）梁腹板受剪屈曲后的强度计算利用了张力场梁腹板受剪屈曲后的强度计算利用了张力场 概念，使极限剪力大于屈曲剪力。精确确定张力概念，使极限剪力大于屈曲剪力。精确确定张力 场剪力值需要算出张力场宽度，比较复杂，为简场剪力值需要算出张力场宽度，比较复杂，为简 化计算，条文采用了相当于下限的近似公式。化计算，条文采用了相当于下限的近似公式。 （3 3）利用腹板屈曲后强度，即使利用腹板屈曲后强度，即使h h 0 0/ /t tw w 很大，一很大，一 般也不再考虑设置纵向加劲肋。而且只要腹板的般也不再考虑设置纵向加劲肋。而且只要腹板的 抗剪承载力不低于梁的实际最大剪力，可只设支抗剪承载力不低于梁的实际最大剪力，可只设支 承加劲肋，而不设置中间横向加劲肋。承加劲肋，而不设置中间横向加劲肋。 （4 4）利用腹板屈曲后强度后，梁的抗弯承载）利用腹板屈曲后强度后，梁的抗弯承载 力有所降低，但降低不多，对力有所降低，但降低不多，对q235q235钢的梁来说，钢的梁来说， 当当h h 0 0/ /t tw w =200=200（受压翼缘扭转受到约束）或受压翼缘扭转受到约束）或h h 0 0/ /t tw w =175=175 （受压翼缘扭转未受到约束），抗弯承载力只下受压翼缘扭转未受到约束），抗弯承载力只下 降降5%5%以内。以内。 （5 5）规范提出的计算公式与欧洲规范规范提出的计算公式与欧洲规范ecec3 3相同，相同， 即基本计算式：即基本计算式： ( (a a) ) 当当mm/ /mm f f 1.01.0时时, , v v v vu u ( (b b) ) 当当v v/ /v v u u 0.50.5时时, , mm mmeu eu ( (c c) ) 式中式中 mm、v v所计算区格内同一截面处梁的弯矩所计算区格内同一截面处梁的弯矩 和剪力设计值。由于是强度计算，不和剪力设计值。由于是强度计算，不 能像计算腹板稳定那样，取为区格内能像计算腹板稳定那样，取为区格内 的平均值；的平均值； mm f f 梁两翼缘所承担的弯矩设计值，对双轴对称梁两翼缘所承担的弯矩设计值，对双轴对称 截面梁截面梁mm f f = =a af f h h 11f f（ （a a f f 为一个翼缘截面积；为一个翼缘截面积；h h 1 1 为为 两翼缘轴线间距离），规范的两翼缘轴线间距离），规范的mm f f 计算式是考计算式是考 虑两翼缘截面不等的情况；虑两翼缘截面不等的情况； v vu u 、mmeu eu 梁腹板屈曲后的抗剪和抗弯承载力设计值梁腹板屈曲后的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v vu u， ，应为屈曲剪力与张 应为屈曲剪力与张 力场剪力之和，用下列公式计算：力场剪力之和，用下列公式计算： 当当 s s 0.80.8时时 v vu u = =h h o o t t w w f f v v ( (a a) ) 当当0.81.21.2时：时： v v u u = =h h o o t t w w f f v v / s s 1.21.2 ( (c 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/ /h h o o 1.01.0时，时， = =4+5.344+5.34( (h h o o / /a a) ) 2 2 ；当当a a/ /h h o o 1.01.0时，时， 5.34+45.34+4( (h h o o / /a a) ) 2 2 。如果只设置支承加劲肋而使如果只设置支承加劲肋而使a a/ /h h o o 甚大甚大 时，则可取时，则可取 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mmeu eu 腹板屈曲后考虑张力场的作用，抗剪承载力有所提腹板屈曲后考虑张力场的作用，抗剪承载力有所提 高。但弯矩作用下腹板受压区屈曲后，梁的抗弯承载高。但弯矩作用下腹板受压区屈曲后，梁的抗弯承载 力有所下降，我国规范采用有效截面的概念来计算梁力有所下降，我国规范采用有效截面的概念来计算梁 的抗弯承载力。的抗弯承载力。 梁截面惯性矩为（忽略孔洞绕自身轴的惯性矩）：梁截面惯性矩为（忽略孔洞绕自身轴的惯性矩）： 梁截面模量折减系数为：梁截面模量折减系数为： 上式按双轴对称截面塑性发展系数上式按双轴对称截面塑性发展系数 x x = =1.01.0得出，是得出，是 偏安全的近似公式，可用于偏安全的近似公式，可用于 x x = =1.051.05和单轴对称截面。和单轴对称截面。 因而，梁的抗弯承载力设计值为：因而，梁的抗弯承载力设计值为： 有效高度系数有效高度系数 ，与计算局部稳定中临界应力，与计算局部稳定中临界应力 一样以通用高厚比一样以通用高厚比 作为参数，也分为作为参数，也分为 三个阶段，分界点也与计算三个阶段，分界点也与计算 相同，即相同，即 当当 时，时， ( (a a) ) 当当 ( (b b) ) 当当 ( (c 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） 任何情况，以上公式中的截面数据任何情况，以上公式中的截面数据ww x x 、i i x x 以及以及h h c c 均按截面全部有效计算。均按截面全部有效计算。 4.4.24.4.2条条 考虑腹板屈曲后强度的加劲肋设计考虑腹板屈曲后强度的加劲肋设计 梁腹板利用屈曲后强度，当有跨间集中荷载作梁腹板利用屈曲后强度，当有跨间集中荷载作 用时，其中间加劲肋除承受集中荷载外，还承受用时，其中间加劲肋除承受集中荷载外，还承受 张力场产生的压力。其加劲肋设计应注意：张力场产生的压力。其加劲肋设计应注意： （1 1）只设横向加劲肋（支承加劲肋和剪力较）只设横向加劲肋（支承加劲肋和剪力较 大区的中间横向加劲肋），但不允许在腹板单侧大区的中间横向加劲肋），但不允许在腹板单侧 设置。设置。 张力场对横向加劲肋的作用有竖向和水平两个分张力场对横向加劲肋的作用有竖向和水平两个分 力，对中间横向加劲肋所受轴心压力规定为：力，对中间横向加劲肋所受轴心压力规定为： s s = =v v u u h ho o t t w w crcr + +f f 式中，式中，v v u u 为腹板屈曲后的抗剪承载力；为腹板屈曲后的抗剪承载力； cr cr为临 为临 界剪应力；界剪应力；f f为承受的集中荷载。上式比理论值偏大为承受的集中荷载。上式比理论值偏大 ，以考虑张力场张力的水平分力的不利影响。，以考虑张力场张力的水平分力的不利影响。 （2 2）梁的支座加劲肋除承受支座反力外，还承受）梁的支座加劲肋除承受支座反力外，还承受 张力场斜拉力中的水平分力张力场斜拉力中的水平分力hh t t ，梁端构造有两个方梁端构造有两