64：BS EN 1993-1-4：2006中文版（钢结构设计——一般规则：关于不锈钢的补充规则）

英国标准英国标准 BS EN 1993-1-4:2006 欧洲规范欧洲规范 3钢结构设计钢结构设计 第第 14 部分：一般规则关于不锈钢的补充规则部分：一般规则关于不锈钢的补充规则 欧洲标准 EN 1993-1-4:2006 具有与英国标准同等的地位 ICS 91.010.30; 91.080.10 BS EN 1993-1-4:2006 ISBN 0 580 49666 X 英国版前言英国版前言 本英国标准由 BSI 出版，为 EN 1993-1-4:2006 在英国的执行版。 受技术委员会B/525（建筑和土木工程结构）委托，英国加入小组委员会 B/525/8（钢结构的使用），参与规范的编制工作。 如有要求，可向秘书索取 B/525/31 机构名单。 欧洲规范的结构按照主要材料可分为几个部分：水泥、钢材、钢筋混凝土、 木材、砖石和铝材。本规范为特殊设计所需的所有相关部分设定了共同的撤销 日期（DOW）。与此有冲突的国家标准将在共存期结束后撤销，即在本欧洲规 范的全部内容公布之后撤销。在欧洲标准出版之后，允许有一个国家修正期， 在此期间发布国家版附录，接着是最多为期 3 年的共存期。在共存期内，鼓励 各成员国调整其国家标准中的规定，以便最迟在 2010 年 3 月前撤销与欧洲标 准不一致的的国家规则。对于本欧洲规范中允许各国自行进行选择的部分规范 性内容，将在规范的文本中给出范围和可能的选择，并说明其具备作为国家确 定参数（NDP）的资格。若在欧洲规范中有多种 NDP，则 NDP 可以是一个具体 的系数值、一个特定的级别或类别、一种特殊的方法或特殊应用的规则。为使 EN 1993-1-4 在英国得到应用，NDP 将刊登在英国版附录里，并在咨询公众之后 的适当时候将其归入此英国标准中。 本出版物并非旨在囊括合同中所有的必需条款。使用者须负责将其正确运 用。 符合英国标准并不表示可免除其法律责任。符合英国标准并不表示可免除其法律责任。 出版后发布的修订出版后发布的修订 修订编号 日期 备注 欧洲标准 EN 1993-1-4 2006 年 10 月 ICS 91.040.01; 91.080.10 代替 ENV 1993-1-4:1996 英文版 欧洲规范欧洲规范 3 钢结构设计钢结构设计 第第 14 部分：一般规则部分：一般规则 关于不锈钢的补充规则关于不锈钢的补充规则 该欧洲标准于 2006 年 1 月 9 日经 CEN（欧洲标准化委员会）批准。 CEN 成员均须遵守 CEN/CENELEC 内部条例，其条款规定了此欧洲标准在不做任何变更的前提下即 具备各国国家标准地位的条件。若要索取有关国家标准的最新目录和参考书目，可向管理中心或任何 CEN 成员国提出申请。 本欧洲标准有三种官方版本（英文版、法文版和德文版） 。任何由 CEN 成员国负责翻译成本国语言的 其他语言版本欧洲标准在通知 CEN 管理中心之后具有与正式版本相同的地位。 CEN成员为各国国家标准机构、包括奥地利、比利时、塞浦路斯、捷克、丹麦、爱沙尼亚、芬兰、法 国、德国、希腊、匈牙利、冰岛、爱尔兰、意大利、拉脱维亚、立陶宛、卢森堡、马耳他、荷兰、挪威、 波兰、葡萄牙、斯洛伐克、斯洛文尼亚、西班牙、瑞典、瑞士和英国。 EN 1993-1-4: 2006 (E) 2 EN 1993-1-4: 2006 (E) 3 目录目录 页号页号 前言前言 5 1 概述概述 7 1.1 适用范围 . 7 1.2 规范性参考文献 7 1.3 假设 . 8 1.4 原则与适用规则的区别 8 1.5 定义 . 8 1.6 符号 . 8 2 材料材料 9 2.1 结构用不锈钢 . 9 2.1.1 概述 9 2.1.2 不锈钢材料特性 9 2.1.3 材料系数的设计值 11 2.1.4 断裂韧性 11 2.1.5 厚度方向特性 11 2.1.6 公差 11 2.2 螺栓 . 12 2.2.1 概述 12 2.2.2 预载螺栓 12 2.2.3 其它类型的力学加劲肋 12 2.3 焊接耗材 . 12 3 耐久性耐久性 13 4 正常使用极限状态正常使用极限状态 14 4.2 挠度的测定 . 14 5 承载能力极限状态承载能力极限状态 16 5.1 概述 . 16 5.2 横截面的分类 . 16 5.2.1 最大宽厚比 16 5.2.2 受压构件的分类 17 5.2.3 第4类横截面中的有效宽度 20 5.2.4 剪力滞效应 22 5.3 横截面的抗力 . 22 5.3.1 螺栓孔的抗拉力 22 5.4 构件的屈曲抗力 22 5.4.1 概述 22 5.4.2 受压均匀构件 23 5.4.2.1 屈曲曲线 23 5.4.3 受弯均匀构件 24 5.4.3.1 侧向扭转屈曲曲线 24 5.5 受弯与轴向受压均匀构件 25 5.6 剪切抗力 . 26 EN 1993-1-4: 2006 (E) 4 5.7 横向腹板加劲肋 27 6 连接设计连接设计 28 6.1 概述 . 28 6.2 螺栓连接 . 28 6.3 焊缝设计 . 28 7 试验辅助设计试验辅助设计 29 8 疲劳疲劳 30 9 耐火性耐火性 31 附录附录 A 提示性附录提示性附录 耐久性耐久性 . 32 A.1 简介 32 A.2 腐蚀类型 . 33 A.2.1 剥蚀 . 33 A.2.2 缝隙腐蚀 . 33 A.2.3 双金属腐蚀 . 33 A.2.4 应力腐蚀裂纹 34 A.2.5 一般腐蚀 . 34 A.2.6 晶间侵蚀与焊接腐蚀 34 A.3 风险级别 . 34 A.4 材料选用 . 35 A.4.1 概述 . 35 A.4.2 螺栓 . 37 A.5 防腐蚀设计 . 38 A.6 连接 39 A.6.1 概述 . 39 A.6.2 螺栓连接 . 40 A.6.3 焊接连接 . 40 附录附录 B 提示性附录提示性附录 加工硬化条件下的不锈钢加工硬化条件下的不锈钢 . 41 B.1 概述 . 41 B.2 冷轧加工硬化 . 41 B.3 制作中的加工硬化 . 41 附录附录 C提示性附录提示性附录 材料性能建模材料性能建模 42 C.1 概述 . 42 C.2 材料特性 . 42 EN 1993-1-4: 2006 (E) 5 前言前言 本欧洲标准 EN 1993-1-4，欧洲规范 3：钢结构设计：第 1-4 部分-总则-关于不锈钢的补充规则由 CEN/TC250“欧洲结构规范”技术委员会编制，其秘书处由英国标准协会管理。CEN/TC250 对所有结构欧 洲规范负责。 通过相同文本的出版或确认，最迟在2007年4月前，本欧洲标准应具有与国家标准同等的地位，而与 之相冲突的国家标准应最迟于2010年3月前失效。 此文件将取代 ENV 1993-1-4. 根据CEN/CENELEC内部条例，下列国家的国家标准机构必须执行此欧洲标准： 奥地利、比利时、塞 浦路斯、捷克、丹麦、爱沙尼亚、芬兰、法国、德国、希腊、匈牙利、冰岛、爱尔兰、意大利、拉脱维亚、 立陶宛、卢森堡、马耳他、荷兰、挪威、波兰、葡萄牙、斯洛伐克、斯洛文尼亚、西班牙、瑞典、瑞士和 英国。 EN 1993-1-4 国家版附录国家版附录 本标准提供了替代程序、数值和建议，并以备注的形式在各国可自行选择之处做出标注。因此，执行 EN 1993-1-5的国家标准应有一个包含全部国家确定参数的国家版附录， 用于相关国家拟进行施工的钢结构 设计中。 EN 1993-1-4 中的下列条款允许各国自行进行选择： 2.1.4（2） 2.1.5（1） 5.1（2） 5.5（1） 5.6（2） 6.1（2） 6.2（3） EN 1993-1-4: 2006 (E) 6 EN 1993-1-4: 2006 (E) 7 1 概述概述 1.1 适用范围适用范围 （1） EN 1993 第 1-4 部分给出了建筑与土木工程设计的补充条款，这些条款对于将 EN 1993-1-1、 EN 1993-1-3、 EN 1993-1-5 及 EN 1993-1-8 应用于奥氏体不锈钢、 A-F 双相不锈钢及铁素体不锈钢 进行扩展和修订。 注注 1： 关于不锈钢耐久性的资料在附录 A 中给出。 注注 2： 不锈钢结构的施工包括在 EN1090 内。 注注 3： 进一步处理（包括热处理）的指导原则在 EN 10088 内给出。 1.2 规范性参考文献规范性参考文献 下列规范性文件包含的条款为（通过在本文中的参考引用）构成本欧洲标准的条款。对于注明了日期 的参考文件，对这些出版物所做的任何后续修改或修订都不适用。但鼓励本欧洲标准的协议各方对采用下 列规范性文件的最新版本进行适用性调查。对于未注明日期的参考文件，适用所涉及的规范性文件的最新 版本。 EN 1990 欧洲标准0：结构设计基础 EN 508-3 金属板屋面产品。钢制自支撑产品、铝板或不锈钢板、不锈钢规范 EN 1090-2 钢结构与铝结构施工第2部分：钢结构的技术要求 EN 1993-1-1 钢结构设计：一般规则与建筑规则 EN 1993-1-2 钢结构设计：结构防火设计 EN 1993-1-3 钢结构设计：冷成形薄尺寸件和薄板材 EN 1993-1-5 钢结构设计：板式结构件 EN 1993-1-6 钢结构设计：薄壳结构的强度和稳定性 EN 1993-1-8 钢结构设计：接缝设计 EN 1993-1-9 钢结构设计：疲劳 EN 1993-1-10 钢结构设计：材料韧性与厚度方向特性 EN 1993-1-11 钢结构设计：带钢制抗拉构件的结构的设计 EN 1993-1-12 钢结构设计：EN1993延伸至S700级钢材的附加规则 EN ISO 3506-1 耐腐蚀不锈钢紧固件的力学特性第1部分：螺栓，螺钉和双头螺栓 EN ISO 3506-2 耐腐蚀不锈钢紧固件的力学特性第2部分：螺母 EN ISO 3506-3 耐腐蚀不锈钢紧固件的力学特性第3部分：拉力试验下的调节螺钉和类似紧 固件 EN 1993-1-4: 2006 (E) 8 EN ISO 7089 平垫圈标准系列A级产品 EN ISO 7090 倒角型平垫圈标准系列A级产品 EN ISO 9445 连续冷轧不锈钢窄带、宽带、钢板/薄板及切割长度尺寸与形状公差 EN 10029 三毫米厚或厚度大于三毫米的热轧钢板的尺寸、形状和质量公差规范 EN 10052 铁制品热处理术语词汇表 EN 10088-1 不锈钢第1部分：不锈钢表 EN 10088-2 不锈钢第2部分：通用薄板/钢板及钢带的交货技术条件 EN 10088-3 不锈钢第3部分：通用半成品、钢条、钢棒及型钢的交货技术条件 EN 10162 冷弯型钢 交货技术条件 尺寸与截面公差 EN 10219-2 非合金和细晶粒钢冷成型焊接建筑型钢 公差、尺寸与截面特性 1.3 假设假设 （1） 除了 EN1990 的一般假设外，下列假设也适用： - 结构符合制作与安装 EN 1090-2 的规定。 1.4 原则与适用规则的区别原则与适用规则的区别 （1） EN 1990 第 1.4 条中的规则适用。 1.5 定义定义 (1) EN 1990 第 1.5 条中的规则适用。 (2) 除非另有说明，否则 EN 10052 中使用的铁制品的处理术语词汇表适用。 1.6 符号符号 除了那些在 EN 1990、EN 1993-1-1、EN 1993-1-3、EN 1993-1-5 及 1993-1-8 所给出的符号之外，还 使用下列符号： fu,red 承载强度的折减值 Es,ser 用于正常使用极限状态计算的正割弹性模量 Es,1 受拉翼缘中对应于应力的正割模量 Es,2 受压翼缘中对应于应力的正割模量 1,Ed,ser 正常使用设计应力 n 系数 EN 1993-1-4: 2006 (E) 9 2 材料材料 2.1 结构用不锈钢结构用不锈钢 2.1.1 概述概述 (1) 第1.4部分中所给定的条款应仅用于利用奥氏体不锈钢、A-F双相不锈钢及铁素体不锈钢进行的设 计中。 (2) 在2.1.2中所给出的材料特性公称值应用作结构设计计算中的特征值。 (3) 关于材料特性的进一步资料，请参阅EN10088。 (4) 第1.4部分中所规定的设计条款可用于公称屈服强度fy达480 N/mm2（包括该值）的材料。 注：注： 在提示性附录 B 中给出了 fy 480 N/mm2的工件硬化材料的使用规则。 (5) 若根据第7节中所述的相关试验可证实要考虑到更高强度的其他材料（见2.1.2及附录B） ，则在设 计中可作如此考虑。 2.1.2 不锈钢材料特性不锈钢材料特性 (1) 在设计计算中，无论轧制方向如何，均应采用下列各值： - 屈服强度屈服强度fy：表2.1中规定的公称应力（0.2%试验应力） ； - 极限抗拉强度极限抗拉强度fu：表2.1中规定的公称极限抗拉强度。 (2) EN1993-1-1的3.2.2条中关于延性的要求也适用于不锈钢。对于与表2.1列出的任一等级相符的钢 材，均应视为满足这些要求。 (3) 对于空心结构型材，应使用表2.1中给出的用于基底材料的相关产品形式（冷轧钢带、热轧钢带或 热轧钢板）的强度值。 (4) 在设计中可使用由于对基底材料进行冷加工而产生的更高强度值，但前提条件是：根据第7节的 规定从空心结构型材中取样通过试验对此加以证实。 (5) 对于冷加工材料， 应采用以下方式进行EN1090中规定的材料证书中给出的材料试验： 即设计中使 用的强度值与轧制或拉伸方向无关。 EN 1993-1-4: 2006 (E) 10 表表2.1：符合：符合EN 10088 1）标准的结构用不锈钢的屈服强度）标准的结构用不锈钢的屈服强度fy和极限抗拉强度和极限抗拉强度fu的公称值的公称值 不锈钢 类型 等级 产品形式 冷轧钢带 热轧带钢 热轧钢板 钢条、钢棒及型钢 公称厚度t t6mm t12mm t75mm t250mm fy fu fy fu fy fu fy fu N/mm2 N/mm2 N/mm2N/mm2N/mm2 N/mm2 N/mm2 N/mm2 铁素体钢 1.4003 280 450 280 450 2503 ） 4503 ） 2604 ） 4504 ） 1.4016 260 450 240 450 2403 ） 4303 ） 2404 ） 4004 ） 1.4512 210 380 210 380 - - - - 奥氏体钢 1.4306 220 520 200 520 200 500 180 460 1.4307 175 450 1.4541 190 500 1.4301 230 540 210 520 210 520 1.4401 240 530 220 530 220 520 200 500 1.4404 1.4539 230 530 1.4571 540 540 200 500 1.4432 240 550 220 550 220 520 1.4435 1.4311 290 550 270 550 270 550 270 550 1.4406 300 580 280 580 280 580 280 580 1.4439 290 270 270 1.4529 300 650 300 650 300 650 1.4547 320 650 300 650 300 650 300 650 1.4318 350 650 330 650 330 630 - - A-F双相钢 1.4362 420 600 400 600 400 630 4002 ） 6002 ） 1.4462 480 660 460 660 460 640 450 650 1) 此表所给出的fy与fu 的公称值可用于设计中，而无需特别考虑各向异性或应变硬化效应。 2) t 160 mm 3) t 25 mm 4) t 100 mm EN 1993-1-4: 2006 (E) 11 2.1.3 材料系数的设计值材料系数的设计值 (1) 可为整体分析及确定构件和横截面的承载力假设下列材料系数值： - 弹性模量 E： E = 200 000 N/mm2 适用于表 2.1 中奥氏体钢等级及 A-F 双相钢等级 （不包括 1.4539、 1.4529 和 1.4547 级） ； E = 195 000 N/mm2 适用于奥氏体钢 1.4539、1.4529 及 1.4547 级； E = 220 000 N/mm2 适用于表 2.1 中的铁素体钢等级。 - 剪切模量 G， 其中 )1 (2v E G + =； - 弹性状态的泊松比： = 0.3。 换言之，根据附录 C，应力-应变曲线也可用于处于退火条件小的材料，以说明材料特性。 (2) 关于计算单个构件的挠度，可使用适于正常使用极限状态下的构件应力的正割模数，见 4.2（5） 。 2.1.4 断裂韧性断裂韧性 (1) 可假定第 1.4 部分中所述的奥氏体不锈钢及 A-F 双相不锈钢足够坚韧且在使用温度低至-40C 的 条件下不易出现脆性断裂。 注：注： 奥氏体钢也可用于温度低于-40C 的情况，但应确定各种特定情况下的要求。 注：注： 关于因在火中与锌接触导致的脆化，请见附录 A.5.3。 (2) 对于铁素体不锈钢，EN1993-1-10 规范中给出了指导。要求的试验温度和要求的 CVN 值可从 EN 1993-1-10 的表 2.1 中确定。 注注 1： 铁素体钢材并未进行进一步的分级。 注注 2： 国家版附录可进一步提供关于铁素体不锈钢断裂韧性的资料。 2.1.5 厚度方向特性厚度方向特性 (1) EN 1993-1-10 中给出了关于厚度方向特性选择的指导原则。 注：注： 国家版附录可提供关于厚度方向特性选择的更多资料。 2.1.6 公差公差 (1) 轧制型钢、空心结构型钢及钢板的尺寸与质量公差应与相关产品标准一致，但是规定了更严格的 公差的情况除外。 注：注： 关于冷轧不锈钢厚度公差的资料，请参阅 EN ISO 9445：2006。对于钢板，见 EN 10029。 EN 1993-1-4: 2006 (E) 12 (2) 对于焊接部件，应使用EN 1090-2所规定的公差。 (3) 对于结构分析与设计，应使用尺寸公称值，但根据EN 1993-1-3中3.2.4（3）所述要确定钢带的设 计厚度的情况除外。 2.2 螺栓螺栓 2.2.1 概述概述 (1) 不锈钢螺栓与螺母应符合EN ISO3506 1、2和3的要求。垫圈应由不锈钢制成，并且应符合EN ISO7089 或 EN ISO7090中的要求 （如合适） 。 螺栓的耐腐蚀强度应与母材的耐腐蚀强度相等或比 之更佳。 (2) 对于不锈钢螺栓，其公称屈服强度fyb及极限抗拉强度fub可从表2.2中得出。 (3) 在欧洲标准即将发布期间，要通过使用公认的质量控制体系从每批紧固件中抽样来验证特定的特 性。 表表 2.2: 不锈钢螺栓不锈钢螺栓 fyb与与 fub的公称值的公称值 材料组别 至 EN ISO3506 的性能等级 尺寸范围 屈服强度 fyb N/mm2 极限抗拉强度 fub N/mm2 奥氏体不锈钢与 A-F双相不锈钢 50 M 39 210 500 70 M 24 450 700 80 M 24 600 800 2.2.2 预载螺栓预载螺栓 注：注： 不锈钢制成的高强度螺栓不应作为特定耐滑性而设计的预加载螺栓，除非在特别应用中， 其适用性在试验结果中得到验证。 2.2.3 其它类型的力学加劲肋其它类型的力学加劲肋 (1) 其它类型的力学加劲肋的要求请参阅 EN 1993-1-3。 2.3 焊接耗材焊接耗材 (1) 焊接耗材的一般要求可见EN 1993-1-8。 (2) 除了EN 1993-1-8的要求外, 电焊条应能形成一种适应工作环境的可耐腐蚀的焊缝，前提是所使用 的焊接工艺正确。 (3) 如果堆焊金属和焊接金属的耐蚀力比要焊接的材料的耐能力小，则可假定电焊条满足要求。 注：注： 对于焊接不锈钢，给出选择焊接工艺的专业建议。 EN 1993-1-4: 2006 (E) 13 3 耐久性耐久性 (1) 在EN 1993-1-1第4节中所给出的耐久性要求也应适用于不锈钢。 (2) 应根据要使用构件的环境所要求的抗腐蚀能力来要选择适当级别的不锈钢。 注：注： 附录 A 中给出了关于抗腐蚀材料选择的指导说明。 (3) 对于用于装饰的不锈钢，由于污物的沉积，表面有可能发生细微的变化（在不利的情况下，有可 能产生裂缝并导致表面出现微蚀） ，所以这些都应考虑到。必须使用合适的抗腐蚀级别不锈钢， 以确保在部件的设计寿命内只有浅表面发生侵蚀。 注：注： 关于热轧钢板的表面特征 在 EN 10163 中有说明。 (4) 如必要，应规定适当的清洁方式，以保持表面状态。 (5) 尽管在较好的大气暴露的情况下，大部分不锈钢能达到（3）中所给定的要求，但是，如果要求 不锈钢暴露在那种含有化学制品的环境中， （包括与某工业过程相关的环境、游泳池建筑、为道 路除冰或类似目的而喷洒海水或撒盐） ，还是应寻求专业建议。 注：注： 关于腐蚀控制设计的附加资料请参阅附录 A。 EN 1993-1-4: 2006 (E) 14 4 正常使用极限状态正常使用极限状态 4.1 概述概述 (1) 在EN 1993-1-1第七节中所给定的适用性要求也可用于不锈钢。 (2) 构件中的挠度必须根据4.2进行估算。 4.2 挠度的测定挠度的测定 (1) 在挠度估算中，应考虑不锈钢的非线性应力-应变特性效应与横截面的效能。 注：注： 关于退火材料非线性材料特性描述的指导说明在提示性附录 C 中给出。 (2) 正常使用极限状态的基本要求在 EN 1990 中的 3.4 条中给出。 注：注： EN 1990 给出了下列情况下所使用的合适的作用组合。 - 在不变作用和/或变化作用时计算挠度； - 当需要考虑由收缩、松弛或蠕变引起的长期变形时； - 如果考虑结构的外观、用户的舒适度或机器的性能。 (3) 有效横截面可保守地以第 4 类横截面（根据 5.2.3 来确定）内的受压构件的有效宽度为基础。或 者，也可使用 EN 1993-1-5 中的 4.4（4）中所述的更精确地方法。 (4) 在构件取决于剪切滞后的情况下，有效横截面可根据 EN 1993-1-5 中 3.2 所定义的有效宽度来使 用。 (5) 应通过使用正割弹性模量 Es,ser来估算挠度，其中 Es,ser是通过考虑在相关正常使用极限状态和轧 制方向条件下承受荷载组合的构件中的应力而确定的。如果不知道轧制方向或无法确保轧制方 向，那么必须使用纵向的值。或者，也可使用 EN 1993-1-5 的附录 C 中给出的 FE 法，在这个文 件中，给出了关于非线性材料特性的描述。 (6) 正割弹性模量 Es,ser 的值可从下式中得出： 2 )E(E E s,1s,1 sers, + = （4.1） 其中: Es,1 是与受拉翼缘中的应力 1对应的正割模量； Es,2 是与受压翼缘中的应力 2对应的正割模量。 (7) 用于适当的正常使用设计应力 i,Ed,ser及轧制方向的 Es,1及 Es,2值，可用下式估算： n yi is, ) f ( E 0.0021 E E serEd,i, serEd, + = （4.2） EN 1993-1-4: 2006 (E) 15 并且 i = 1 或 2 (8) 系数 n 的值可从表 4.1 中取。 注：注： 对于在表 4.1 中未列出的等级，附录 C 给出了估算 n 的方法。 (9) 为简化起见，沿构件长度方向的 Es,ser 的变化可忽略不计，而该构件的最小 Es,ser值（对应于构件 中的应力 1,Ed,ser及 2,Ed,ser的最大值）可在其整个长度上使用。 表表 4.1： n 值值 钢材等级 系数n 纵向 横向 1.4003 7 11 1.4016 6 14 1.4512 9 16 1.4301 1.4306 1.4307 1.4318 1.4541 6 8 1.4401 1.4404 1.4432 1.4435 1.4539 1.4571 7 9 1.4462 1.4362 5 5 EN 1993-1-4: 2006 (E) 16 5 承载能力极限状态承载能力极限状态 5.1 概述概述 (1) EN 1993-1-1中第5和第6节所给出的规定应适用于不锈钢，但那些被第1.4部分给出的特别规定修 改或取代的规定除外。 (2) EN 1993-1-1中2.4.3所定义的分项系数M适用于本节中的抗力的各种特征值，见表5.1。 表表 5.1: 分项系数分项系数 截面对过度屈服（包括局部屈曲）的抗力 构件对构件检查所评估的不稳定性的抗力 M0 M1 受拉横截面对断裂的抗力 M2 承压螺栓、铆钉、焊缝、销和板的抗力 M2 注：注： M 值可在国家版附录中确定。建议使用以下各值： M0 = 1.1 M1 = 1.1 M2 = 1.25 (3) 未给出塑性整体分析的规则。 注：注： 除非有足够的实验证明在计算中的假设条件在结构的实际特性方面具有代表性，否则一般 应不使用塑性整体分析。特别是，必须有证据证明连接件能够抵抗由应变硬化所导致的内 力矩与内力的增大。 (4) P 易于疲劳的连接件也应满足EN 1993-1-9所给定的原则。 (5) 若构件可能较易出现显著变形，则可考虑通过奥氏体不锈钢的工件硬化特性来得到增强强度的可 能。如果工件硬化增大了构件抵抗的作用，那么连接件必须设计为能与增大的构件抗力相一致， 特别是要求进行性能设计的情况下。 5.2 横截面的分类横截面的分类 5.2.1 最大宽厚比最大宽厚比 (1) 可假定第1.4部分中给出的计算设计规定用于EN 1993-1-3中所给定的尺寸范围内的横截面，但例 外情况是：EN 1993-1-3中所定义的总宽厚比b/t和h/t不应超过400, 见图5.1。 (2) 如果在正常使用荷载条件下，横截面的扁平构件的可视变形不合规定，那么可适用b/t 75的限值 范围。 EN 1993-1-4: 2006 (E) 17 图图 5.1：最大宽厚比：最大宽厚比 5.2.2 受压构件的分类受压构件的分类 (1) 依据表 5.2 规定的限值范围，横截面的受压构件应分为 1 类、2 类和 3 类。那些无法满足第 3 类 标准的受压构件应归为第 4 类构件。 EN 1993-1-4: 2006 (E) 18 表表 5.2 （第（第 1 页，共页，共 3 页） ：页） ： 受压构件的最大宽厚比受压构件的最大宽厚比 内部受压构件内部受压构件 种类 受弯构件 受压构件 受弯和受压构件 构件中的 应力分布 （受压为正） 1 0 .56/ tc 7 .25/ tc 当 1-13 308 tca/:5 . 0 当 28 tca/:5 . 0 2 2 .58/ tc 7 .26/ tc 当 1-13 320 tca/:5 . 0 当 29.1 tca/:5 . 0 构件中的 应力分布 （受压为正） 3 8 .74/ tc 3 7 . 0/ tc k1 3 . 5/ tc 关于 k，见 EN 1993-1-5。 5 . 0 210000 E y f 235 = 等级 1.4301 1.4401 1.4462 fy （N/mm2） 210 220 460 1.03 1.01 0.698 注：对于空心型钢， 可将 c 保守取值为（h-2t） 或 （b-2t） 。 EN 1993-1-4: 2006 (E) 19 表表 5.2 （第（第 2 页，共页，共 3 页） ：受压构件的最大宽厚比页） ：受压构件的最大宽厚比 外伸翼缘外伸翼缘 种类 型钢类型 受压构件 受弯和受压构件 受压端 受拉端 构件中的 应力分布 （受压为 正） 1 冷成型 10/ tc 10 tc/ 10 tc/ 焊接 9/ tc 9 tc/ 9 tc/ 2 冷成型 4 .10/ tc 10.4 tc/ 10.4 tc/ 焊接 4 . 9/ tc 9.4 tc/ 9.4 tc/ 构件中的 应力分布 （受压为 正） 3 冷成型 9 .11/ tc k11 . 8/ tc关于 k，见 EN 1993-1-5。 焊接 11/ tc k 7 . 16/ tc关于 k，见 EN 1993-1-5。 5 . 0 210000 = E y f 235 等级 1.4301 1.4401 1.4462 fy （N/mm2） 210 220 460 1.03 1.01 0.698 EN 1993-1-4: 2006 (E) 20 表表 5.2 （第（第 3 页，共页，共 3 页） ：受压构件的最大宽厚比页） ：受压构件的最大宽厚比 角钢角钢 也可参照“外伸翼缘” （见第 2 页） 不适用于与其它构件 连接的角钢 种类 受压截面 构件中的 应力分布 （受压为 正） 3 1 . 9 9 . 11/ + 2t b : h th 管状截面管状截面 等级 弯曲至 240CHS 的截面 受压截面 1 d/t502 d/t502 2 d/t702 d/t702 3 d/t2802 注注：对于 d 240mm 及 d/t2802， 见 EN 1993-1-6。 d/t902 注注：对于 d/t902 ，见 EN 1993-1-6。 5 . 0 210000 = E y f 235 级别 1.4301 1.4401 1.4462 fy （N/mm2） 210 220 460 1.03 1.01 0.698 5.2.3 第第 4 类横截面中的有效宽度类横截面中的有效宽度 (1) 在第 4 类横截面中，可使用有效宽度，以便通过使用 EN 1993-1-5 中的 4.4（1）（5）中所述的 规定对局部屈曲效应引起的抗力折减进行必要的考虑，对于例外情况，折减系数应从下列各式得 出： 冷成型或焊接的内部构件： EN 1993-1-4: 2006 (E) 21 p p p 2 0.125 - = 772. 0 但1 （5.1） 冷成型的外伸构件： p p p 2 0.231 - = 1 但1 （5.2） 焊接的外伸构件： p p p 2 0.242 - = 1 但1 （5.3） 其中 p 是构件的长细比，定义为： k tb p 4 . 28 / = 其中： t 是相关厚度； k 是 EN 1993-1-5 的表 4.1 或表 4.2（如适用）中对应于应力比 和边界条件的屈曲系数； b 是下列相关宽度： b = d 用于腹板 （RHS 除外） ； b = 为 RHS 腹板的扁平构件宽度，可保守取为 h-2t； b = b 用于内翼缘构件（RHS 除外） ； b =为 RHS 翼缘的扁平构件宽度，可保守取为 b-2t； b = c 用于外伸翼缘； b = h 用于等边角钢和不等边角钢。 为表 5.2 中定义的材料系数。 EN 1993-1-4: 2006 (E) 22 5.2.4 剪力滞效应剪力滞效应 (1) 应按照 EN 1993-1-5 中 3.3 节的规定考虑剪力滞效应。 5.3 横截面的抗力横截面的抗力 5.3.1 螺栓孔的抗拉力螺栓孔的抗拉力 (1) 横截面的拉张力应取毛截面的塑性抗力 NplRd和净截面的极限抗力 NuRd中的较小值。 (2) 毛截面的塑性抗力应使用下式确定： 0, 1 / MyRdp YAfN= （5.4） (3) 净截面的极限抗力应使用下式求出： 2, / MunetrRdu fAkN= （5.5） 且： kr =（1 + 3r（do/u 0.3） ） 但 kr 250 mg/l 氯离子： 1.4529、1.4547、1.4565 注：注： 也可使用那些已证明在这些环境中具有等效应力腐蚀裂纹抗力的替代等级钢材。 (11) 对于专业性更强的应用场合（如不锈钢与化学品接触或浸泡在化学品中） ，应始终遵循专家建议。 EN 1993-1-4: 2006 (E) 37 表表 A.1 用于大气应用环境中的建议不锈钢等级用于大气应用环境中的建议不锈钢等级 钢材等级 （ 符 合 EN 10088 标 准） 环境类型和腐蚀种类 农村 市区 工业区 海上 低 中 高 低 中 高 低 中 高 低 中 高 1.4003 1.4016 Y I X X Y I X X X X X X X X 1.4301 1.4311 1.4541 1.4318 Y Y Y Y Y （Y）（Y）（Y）X Y （Y） X 1.4362 1.4401 1.4404 1.4406 1.4571 O O O O Y Y Y Y （Y）Y Y （Y） 1.4439 1.4462 1.4529 1.4539 O O O O O O O O Y O O Y 腐蚀条件腐蚀条件: 低： 对于该类型环境来说最不易腐蚀的条件。如低湿度或低温调节的情况。 中： 对于该类型环境来说非常典型的条件。 高： 腐蚀性可能比上一项环境中的典型条件的要高。如由于持续高湿度、高环境温度或腐蚀性 特别严重的空气污染物造成的腐蚀条件增强。 备注：备注： O 从腐蚀角度来看，可能会超过标准（规范） 。 Y 对于抗腐蚀能力与成本，可能是最佳选择。 YI 仅应用于室内。对于外观应用，应避免使用铁素体不锈钢。 X 可能经受过度腐蚀。 （Y） 值得考虑，前提是采取合适的预防措施（即：指定一个相对较平滑的表面，然后进行定期 清洗） 。 A.4.2 螺栓螺栓 (1) 对于达到 EN ISO3506 1 标准的螺栓材料： - A2的抗腐蚀能力与1.4301相同。 - A3的其抗腐蚀能力与1.4541相同。 - A4的其抗腐蚀能力与1.4401和1.4404相同。, - A5的其抗腐蚀能力与1.4571相同。 A1 级的抗腐蚀能力较低，不可用作螺栓材料。 (2) 在钢材等级为 1.4439、1.4539、1.4529 及 1.4462 的情况下，应使用由上述任一等级的钢材制作的 螺栓，以达到相同的抗腐蚀能力。 (3) 考虑使用“高速切削”不锈钢制作紧固件时， 应特别注意。 这些钢材 （如等级为 1.4305 的奥氏体钢） EN 1993-1-4: 2006 (E) 38 成分中所含的硫添加剂可能使其更易受到腐蚀，特别是工业与海上环境中。 A.5 防腐蚀设计防腐蚀设计 (1) 在防腐蚀问题中，最重要的步骤是为给定的环境选择合适等级的不锈钢并采用适当的制作工序。 但是，即便是已规定了特殊类型的钢材，为了达到所有的潜在抗腐蚀能力，在细节设计时仍须非 常小心。 (2) 在下列所给出的注意事项核对表中，对于结构强度，某些部位可能未详述，而有些并非设计用于 所有环境中。特别是，在低腐蚀的环境下或那些要进行定期维护的地方，许多都不做要求。 (3) 为确保最佳抗腐蚀性能并在焊接时尽量少焊接变形的产生，应在使用焊接与螺栓连接之间取得平 衡。应考虑到下列几点： a） 避免污物积留，见图 A.1，可通过下列措施： - 定好角度与槽外形，以尽量减少污物积留的可能性； - 配备排水孔，要保证该孔的尺寸足够，以避免堵塞； - 避免水平平面； - 规定名义上位于水平平面上的节点加劲肋上稍有一点坡度； - 使用管型及棒型型钢 密封那些装有干燥气体或空气、可能存在形成有害凝结水风险的管道； - 规定表面平滑光洁（对外部使用条件，Ra 0.5m是一个合适值） b） 避免出现缝隙，见图 A.2，可通过下列措施： - 用焊接连接而非螺栓连接； - 用密封焊接或填缝材料； - 更适宜打磨或修整焊缝； - 防止生物黏附注意水中的氯化作用可能造成剥蚀。 c） 减少这些特定环境中的应力腐蚀裂纹的可能性，通过以下方式可以实现这个目标： - 小心选择焊接顺序，尽量减少制作应力； - 喷丸处理勿使用铁或钢丸。 d） 始终清洁焊缝以恢复其抗腐蚀能力。用下列方法减少剥蚀的可能性： - 清除焊熔金属飞溅； - 用钢丝刷刷或酸洗不锈钢， 以清除多余的焊接产品应避免使用强氧化含氯试剂， 如氯化铁。 相反， 应使用酸洗池或酸洗膏， 上述两种都含有硝酸与氢氟酸混合物。 酸洗后， 应用水进行彻底水洗。 ； - 避免碳素钢微粒物的析出例如，利用不锈钢专用车间及工具； - 遵照适当的维护方案。 e） 用下列方法减少双金属腐蚀的可能性： EN 1993-1-4: 2006 (E) 39 - 电气绝缘； - 适当涂漆； - 尽量减少潮湿周期。 f） 为了防止自发性脆化，可使用熔融锌来减少侵蚀的可能性。 图图 A.1：避免污物积留：避免污物积留 图图 A.2: 避免缝隙避免缝隙 A.6 连接连接 A.6.1 概述概述 (1) 连接件设计时，特别需要注意保持最佳的抗腐蚀能力。 (2) 特别是对于那些可能由于气候、喷水、浸泡、凝结水或其它原因所弄湿的连接件尤其如此。可以 通过使连接件远离潮湿源来避免或减少相关的腐蚀相关问题，应对这种做法的可能性进行调查。 或者，可以消除潮湿源；例如，若存在凝结水，可通过适当的通风或确保结构内的环境温度保持 在露点温度之上，以此来清除凝结水。 (3) 如果实际情况下无法防止含有碳素钢与不锈钢的连接件受到潮湿的影响，那么就应考虑防止电 蚀。 (4) 在使用条件下，应尽可能全面地并准确地确定与记录荷载与腐蚀影响。 EN 1993-1-4: 2006 (E) 40 A.6.2 螺栓连接螺栓连接 (1) 应始终避免将碳素钢螺栓与不锈钢构件共同使用。在极易受到超过标准的腐蚀作用的螺栓连接件 中，应采取电绝缘措施把碳素钢与不锈钢构件隔离开来。一般使用非金属绝缘垫圈或衬套。图A.3 详细地介绍了适当的标准方法细节。形成绝缘的材料应足够结实，以防止碳素钢与不锈钢在实际 应用中相互接触。 (2) 为了避免在螺栓接头中发生缝隙腐蚀，在特定环境中要注意选择合适的材料。 (3) 在使用条件下，螺栓最少应与连接件一样能长期抗腐蚀。 (4) 所有螺栓连接件都应平滑且连接部件间无任何间隙。 (5) 除了连接件中含有碳素钢和不锈钢的情况外，在连接件中应避免存在必须传递荷载的中间层。 (6) 与用于碳素钢的垫圈相比，应使用更大直径的垫圈。 图图 A.3：在连接不同类材料时应避免电蚀：在连接不同类材料时应避免电蚀 A.6.3 焊接连接焊接连接 (1) 对于含有碳素钢与不锈钢的焊接连接件，如果连接件可能受到腐蚀，通常建议：向碳素钢敷设涂 料层均应超过焊件的长度且要盖住不锈钢的部分面积。 (2) 焊接可能改变母材的特性，从而降低其抗腐蚀能力。这称为焊接腐蚀。焊接中的加热与冷却对所 有不锈钢的微结构都有影响，但是某些等级的钢材受到的影响比另一些要大得多。这点对A-F双 相铁素体材料尤为重要。因此，使用合适的焊接工艺和耗材并且由掌握相关焊接技术的焊工来进 行焊接，这是十分重要的。 (3) 在重污染环境或侵蚀性的海上环境中，不要使用单侧部分焊透对接焊。有可能发生缝隙腐蚀的地 方不要使用间断焊。 EN 1993-1-4: 2006 (E) 41 附录附录 B 提示性附录提示性附录 加工硬化条件下的不锈钢加工硬化条件下的不锈钢 B.1 概述概述 (1) 此附录中给出了加工硬化条件中不锈钢的使用规则，此加工硬化条件可以是结构构件的冷轧或制 作工艺，或是二者相结合。 (2) 只有在构件的制作与实施及构件的设计寿命期间，构件能保持其特性，方可适用这些规则。 ，除 非根据第7节的试验证明，结构的施工将不会使其力学特性降低到低于所使用的值，否则不应进 行产品的焊接或热处理。 B.2 冷轧加工硬化冷轧加工硬化 (1) 对于EN10088规定的在冷加工条件下交付的材料，可采用增加的屈服强度fy与极限拉张强度fu的公 称值。EN10088中给出的极限强度可用作特征强度，见表B.1。如果制造商可以保证，则表B.1中 的屈服强度也可用作特征强度。 (2) 第1-4部分所给出的设计规则适用于从C700CP350等级的材料。除了无局部与整体不稳定性的横 截面抗力可根据第5节中的1类、2类和3类横截面来计算外，对于更高等级的钢材，可根据第7节 所述通过试验来设计。 表表 B.1: 符合符合 EN 10088 标准的加工硬化结构不锈钢的屈服强度标准的加工硬化结构不锈钢的屈服强度 fy与极限拉张强度与极限拉张强度 fu的公称值的公称值 不锈钢类型 冷加工条件下的0.2% 试验强度水平 fy N/mm2 冷加工条件下的 抗拉强度水平 fu N/mm2 奥氏体钢 CP350 CP500 CP700 350 500 700 C700 700 C850 850 C1000 1000 B.3 制作中的加工硬化制作中的加工硬化 (1) 如果加工硬化效应已由第7节所述的全尺寸模型试验证明，则在制作结构部件期间，可使用加工 硬化。 (2) 对于并非全尺寸试验组成部分的连接件的设计，应使用公称强度值。 EN 1993-1-4: 2006 (E) 42 附录附录 C提示性附录提示性附录 材料性能建模材料性能建模 C.1 概述概述 (1) 此附录给出了材料性能建模