钢结构新规范讲座 (张耀春)

1、* 为抗腐蚀钢2/mmN1.3 国内外规范有关钢材板厚方面的规定比较（板厚对抗脆断设计影响较大）（1）我国“普钢”规范 只在3.3.1和8.7.1款有原则的规定，可操作性不强。 欧洲薄钢规范建议的适用于冷弯的高强度钢 另在3.3.3款中提出板厚16的焊接钢构件，在受拉 或受弯时应满足常温冲击功要求。 i 使用条件 S1 非焊接或只承受压力的构件 S2 焊接或承受拉力的构件 ii 超过100厚的轧制型钢，其V型缺口冲击功应满足下列要求： 厚度在150之内时，在规定的试验温度下最小值为27J;板厚 在150到250之间时，最小值为23J。 对Fe510DD级钢,在-20时的最小冲击功为40J。列入

2、此行的 钢材假定具有-30不小于27J的相当冲击功。（正切刚度）MsdM弯矩转角特性曲线M柱梁设 计 弯 矩计 算 模 型bbsdjLEIS/5 . 0/bbsdjLEIS/25/bbjbbIEISLEI/25/5 . 0/sdjSabMbMabbqMFaMFbbb 梁端最终的弯矩和转角两端嵌固的梁端弯矩bbbabbFaaLEILEIMM24bbbabbFbbLEILEIMM42FbFabababbLEI336ababFaFbabbFaaLEI20aFaa0abbFaaLEI /2/弯矩转角曲线的三种类型aMbMFaM1M3M2a=Fa-M2EI/L受均布荷载的简支梁24EIa=qL3二类连接

3、三类连接一类连接q3L12=受均布荷载的完全嵌固梁FaM-bbbbbFa /1Fa /2Fa /3研究表明，框架层数越多，构件缺陷分布的随机性越大，在同一个方向缺陷叠加的几率就越小，我国规范采用下式计算附加水平荷载：Q1Q2Q3Q32QQ1H =Q3n32n2H=QH=n1Q1isiyniQnQH12 . 0250syn12 . 0250 hp /H1P/h-1+=HPP11/hPHsF侧向位移水平力由上式可解得：11/11HhP 上式表明，某层的最终侧移可由一阶侧移1 乘以一个放大系数求得。由假定可知，该楼层的侧移弯矩与该层侧向挠度成正比，即ssMMHhPM1211/112上图为一阶弹性分析

4、，框架杆件端弯矩M1为：sbMMM1111M1HH2H31Q=Q2Q31bM1sM1HH21QH3Q2Q31H1H+H2H2HH33U1U23U 无支撑纯框架的一阶弹性分析sibMMM1212hHuNi112i2NHultntuMBMBM21HLPBohu1122211euPPB 其中 计算楼层所有柱的轴力之和； 计算层的层间侧移； 引起 的各楼层水平力之和； L 楼层高度； 计算楼层所有柱的侧移失稳临界力之和。 3）当采用二阶弹性分析计算的框架内力验算构件的承载力 时，计算长度系数均应取1。2.2 “薄钢”规范的补充 增列了受力蒙皮作用的有关条文。 受力蒙皮作用：因围护面层在自身平面内的抗剪

5、能力而 加强了结构的整体工作性能的效应。 受力蒙皮作用的条件：围护面层、可靠的紧固连接件、 周边构件 受力蒙皮作用的机理如下面两页图所示。uPohH2eP平屋顶建筑的受力蒙皮作用压型钢板边缘构件中的翼缘力面层中的剪力场山形门式建筑的受力蒙皮作用压型钢板山墙拉杆边缘构件中的翼缘力面层中的剪力场3.1 “普钢”规范的主要修订内容（1）焊接组合钢梁腹板的局部稳定和屈曲后强度 1）承受静力荷载的组合梁宜考虑腹板屈曲后强度2）腹板局部稳定计算公式的调整腹 板 屈 曲 后 的 张 力 场 分 布crfhtw088规范GB50017翼缘有约束GB50017翼缘无约束1.0腹板在弯曲应力作用下的临界应力1.0

6、fcrGB50017屈曲后腹板在剪应力作用下的临界应力GB50017twh088规范v（2）强调了开口薄壁构件弯扭屈曲的概念 1）增补了单轴对称截面绕对称轴发生弯扭屈曲时的换算长细比yz 的计算方法。 2）给出了由角钢组成的单轴对称截面绕对称轴发生弯扭屈曲时yz的简化计算方法。（3）增补了由厚板焊接组成的实腹截面轴压柱的截面分类及d 曲线。（4）参照欧洲规范增补了用于减小柱计算长度的支撑受力的 计算方法。（5）完善了框架柱计算长度的计算方法（创新条文） 1）定义了无支撑纯框架、强支撑框架和弱支撑框架 对有支撑框架，以侧移刚度划线： 当 （5.3.3-1） 时为强支撑（无侧移）框架； 当 Sb

7、不满足上式时为弱支撑（有侧移）框架。 式中 、 分别为层间所有框架用无侧移框架和有 侧移框架柱计算长度系数算得的轴压杆稳定承载力之和。 2）弱支撑框架柱的轴压杆的稳定系数考虑如下例题：oibibNNS2.13biNoiN 令 ，有微分方程 解得稳定特征方程 可画出稳定特性曲线为可见当 时，相当于悬臂柱 ；当 时，相当于一端嵌固一端铰支柱 ； 当 时， 。EIPk2zEIHk2clPklklki1tg4222EkiPlEIP328 .10lEIcEkiPlEIP27 . 022328 .100lEIc0cEkiEPPP241.02.010PkiPEkiPL22EI2C LEI2321.6 规范给

8、出当 Sb 不满足（5.3.3-1）式的要求时，弱支撑框架柱的轴压杆稳定系数近似采用插值法求之： （5.3.3-2）式中， 和 分别是框架柱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系数。（6）补充了钢-砼组合梁负弯矩部分的计算。3.2 “薄钢”规范的主要修订内容（1）考虑板组屈曲后性能的有效宽厚比计算方法（创新条文） 1）美国和欧洲规范的方法 欧美等国的规范均采用单个板件的折减系数法求板件的有效宽度，不考虑相邻板件的影响。即 be =b 当0.673 时，=1.0 ； 当 0.673 时，=（1.0 - 0.22/）/ 。oibibNNS2 . 1301010 式中， 为板的相

9、对宽厚比 b 板宽 be 有效宽度 板宽折减系数 K 相应于不同应力分布和侧边支承条件的 单个板的屈曲系数 f 钢材的强度设计值 E 弹性模量 t 板厚2）我国规范的方法 旧规范： 不考虑板组的相互影响； 非加劲板件 和非均匀受力的部分加劲板件 应全截面有效； EftbKfcr052.1 只给出加劲板件 和均匀受力的部分加劲 板件的有效宽厚比表格； 将有效宽度平均分布于板件的两侧。 新规范： 采用计算系数 考虑板组的相互影响， 其中 , K 为单个板受压稳定系数； K1 为板组约束系数，若不考虑相邻板件的 约束作用时，可取K1=1 ； 为受压板件边缘的最大控制应力 。 对加劲板件、部分加劲板件和非加劲板件给出了统一的 有效宽厚比计算公式，由相互衔接的三段组成。 有效宽度的分布接近欧美的方法，使板件的受拉部分全 部有效。 ）（2/mmN11205KK1（2）完善了受弯构件整体稳定的验算方法。（3）完善了压弯构件的计算公式。（4）增列了压型钢板支座处腹板压跛的计算方法。（5）增补了墙梁的计算和构造条款。4 关于连接、节点和构造（略）5 关于用钢量指标（略）6 应进一步研