gb50017讲课有关内容第9章附录

GB50017讲课有关内容之第9章～塑性设该条明确本章的适用范围是超静定梁、单层框架和两层框架。用简单塑性按塑性设计时，钢材的力学性能应满足强屈比fu/fy≥1.2，伸长率δ5≥15％，fuεu20εy。fuεu20εy3项要求与原规范不同，改为εu≥20εy，(见菩编写的《钢结构设计原理》第二版)。表 fN ＜0.37时h0h1h2 N 、≤72 twtwtw Af fN ≥0.37时h0h1h2 、twtwtw fb0 fGB50017-2003规范规定的容许宽厚比与世界各国或地区规定的比较，我国的ho／tw=40之故。Mx(对Hx轴为强轴)作用在一个主平面内的受弯构件， 式中WpnxxM作用时，截面的极限状态应为：M≤Wpnfy考虑抗力分项系4γW不同，γW的取值仅是考虑部分截面进入塑性。0.9。依0.9系数。 式中hw、twfv—钢材抗剪强度设计值V≤AWf(Aw为腹板截面积)N当N当

≤0.13 ＞0.13 NMx≤1.151A

f 式 An—净截面面积弯矩作用平面内 x

mx

NWpxf10.8N Ex式中Wpxx弯矩作用平面外Ny

txMxbWpx

γxW1x实际上塑性设计的二阶效应比弹性分析要大。9·3·1受压构件的长细比不宜大于5章稍严的容许长细比值。λy应符合下列要求：

M1≤0.5WpxMMWfλy≤60- Wf

fy

M1≤1.0WpxMMWfλy≤45- Wf

fy λy—弯矩作用平面外的长细比，λy=l1/iy，l1为侧向支承点间距离，iy为 M1—l1l1时，M1Wpx

M1Wpx任一确定的M1/MP值[加上抗力分项系数后，该比值就变为(9.2.-1)中的M1/Mpxf]λy，根据国内部分研究分析结果并参考国外的规定，加4.2.65.2.8条确定。 0.25WpxfNt≤0.8P(P为预头(127c、d)等。l.1倍，且不0.25Wpxf。9·3·5 1 结1 《规范》中规定的结构规定用于不直接承受动力荷载的直接焊接结管焊接节的疲劳题的研工作其劳问题列入规范可采无缝钢成，价格较，一般采用冷成型的频接。00000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000对于承受变荷载焊连接节的疲劳题因为远较他型钢件节因此规范规定在节点处直接焊接的(圆管、或矩形管)桁架结构，适用于不00000000000000000000000000000000000000000000000000000100(235/fy)限制的径比或宽比是为防止生局部屈曲的部屈 定杆件的容许径厚比。其中，圆的径厚比与5.4.5条相同，矩形3类截面(边缘纤维达到屈服，但局部屈曲阻碍全塑性发展)比较接近。fy超过345N/mm2的钢材。为保证材料具有较好的塑性性能，规范还规定结构采用的钢材其比fy/fu不应大于0.8。M=－0.55≤e/h(或e/d)≤0.2 (1式中e—10.1.5h—连接平面内的矩形主管截面高度。12-1-1KN 节点的构造应符合下列要求在搭接的K形或N形节点中(10.1.5c、d)，其搭接率Ov=q/p×100％应满加强措施，例如加套管或如图128所示的加劲肋等。构件的主要部位应尽量避(3)构件的接长或拼接接头宜采用对接焊缝连接(见图129a)当两管直径不要求。大直径或重要的拼接，宜在管内加短衬管(见图129e)。受压构件或受力129d)也可采用法篮盘的螺栓连接(129e、f)。图129的拼支管与主管之间的连接可沿全角焊缝或部分采用对接焊缝、部分采用120º的区域宜用对接焊缝或hf2倍。直接焊接结构中支管和主管的内力设计值不应超过由第5章在管结构中，支管与主管的连接焊缝可视为全周角焊缝按(7.1.3-1)进行计但取f=角焊的计算度沿支周是变化当支受时平均计算度可取0.hf。缝的计长度可下列计算：di/d≤0.65时di/d>0.65

sin

(10.3.2-1

sin

(10.3.2-2式中d、di—分别为主管和支管外径；对于有间隙的K形和N形节点：θi≥60ºlw

θi≤50ºlw

50º＜θi＜60º时，按插值法确定。T、YX形节点（10.3.4）lw

式中hi、bi—di。为保证节点处主管的强度，支管 力不得大于下列规定中的承载力设 X形节点(Npj=

t2

1

ff式 －0.3 ff

yψn=1受拉支管在管节点处的承载力设计值Npj应按下式计d0Npj

N

t T形(Y形)节点(10.3.3b和受压支管在管节点处的承载力设计值Npj应按下式计11.51d0Npj

t2

sint n式中ψdβ≤0.7时，ψd=0.069+0.93ββ>0.7时，ψ=2β－0.68受拉支管在管节点处的承载力设计值Npj应按下式计算β<0.6

Npj=1.4N

β>0.6

Npj=(2－β)N

K形节点(10.3.311.51d0Npj

t2

c c

t

nd式 θc—受压支管轴线与主管轴线之夹角ψa—参数，按下式计算

20.1ψa=11

7.5a1

6.6

10.77dd

t受拉支管在管节点处的承载力设计值Npj应按下式计Npj=sincN

t t式 θt—受拉支管轴线与主管轴线之夹角 10.3.3(a)X形节点；(b)TY形受拉节点(c)T形和Y形受压节点(d)K形节点；(e)TT形节点；(f)KK TT形节点(10.3.3

NN

=ψgN

g式 ψgd

N=N=

KK形节点(10.3.3

应等于KNpjNpj0.9 10.3.4(a)T、Y形节 (b)X形节(c)有间隙的K、N形节 (d)搭接的K、N形节10.3.410.3.4节点几何参数，i=1或2，表示支管；j－表示被搭接的支bihi (或b bihi 、( btabi/bj、受受≥0≤37f形≥形0.1tβ≥0≥0f和N1支管为圆0 ≤0b≤44fdi取代bi之后仍应满足上述相应条注：1标注*处当a／b>1.5(1－β)，则按T形或Y2bi、hi、ti分别为第i个矩形支管的截面宽度、高度和壁厚di、tii个圆支管的外径和壁厚a为支管间的间隙，见图Ov为搭接率，见第10.2.3条β为参数；T、Y、X形节点，βbi/bdi/bK、N形节b1b2h1h2或d1 fy1为第i个支管钢材的屈服强度为保证节点处矩形主管的强度，支管的力Ni和主管的力N不得大于 T、Y和X形节点(10.3.4a、β≤0.85Nipj t2nNpj=1.8 2 n

i cic=(1－β)0式 ψn—参数；当主管受压时，ψn

；当主管受拉时，ψnii

N=2.0

5tsin

当为X形节点，θi<90ºh≥cosθiNpj=

i i式

0ifv—主管钢材的抗剪强度设计值3)3) (10.3.4-3)所得的值，根据β进行线性插值。此外，还不应超过下列二式的iNpj ieb=10e

f

bb/

feiei当0.8 时b

ii =2.0i i

bep

bep=b/tbi式 hitifi—分别为支管的截面高度壁厚以及抗拉(抗压和抗弯)强度设计值 KN形节点(10.3.4bbhhb0Npj=1.42 2

t2

i i

t iNpji

Npj=2.0h

bibet

ib

bibep =2.0 i i

式 Av=(2 3t3t2N

=(A－αv 1VVP式 αv—考虑剪力1VVPαv

Vp=Av

K形和N形节点(10.3.4当25％≤Ov<50％时Npj=2.0h2t

bebejt

ibiib=10tjfyjbbiij/t

tif当50％≤Ov<80％时Npj=2.0hi2ti

bebejti

当80％≤αv≤100％时Npj=2.0hi2ti

bibejti

NNAjf

N N

当支管为圆管时，上述各节点承载力的计算仍可使用，但需用di取代bi钢与混凝土组合16.9m工作的组合梁，节约钢材17％～25％，如表13.1所示。该车间的平台组合使20多年，效果良好。表 组合梁66669如果按现行《钢结构设计规范》GB50017-2003进行试设计，作出非组合梁平层为40mm，施工荷载为1kN／m2，可变荷载为13kN／m2非组合梁的钢梁考虑1m213kg(1m233.8％)10m2表 设方结构型设计理梁编I非组合考虑钢梁面部分发展Ⅱ塑性理)14％～15.513.3所示。表 计算理弹性理塑性理13.4。表 梁的型截面形非组合轧制型无轧制型无轧制型有无有无对T无无有组合非组合梁不仅节约钢材、降低造价，而且同时降低了梁的高度，这在建筑要求限制的情况下，采用组合梁特别有利。表13.5是三跨六层框架按弹性理论与塑性理论设计的组合梁与非组合梁，进行重量与高度对比。从表13.5可以看表13.5 梁的型设计理高度比非组合弹性理塑性理弹性理塑性理组合非组合梁不仅节约钢材，而且增加了梁的刚度。从表13.2可以看出，组合非组合梁的次、主梁，分别减少挠度65％及15.6％。挠度减小，说明了组10％～30％。YH64.4km时速通过时，对梁桥产生的冲击系数为1.403，而在同样情况下的组合梁桥，实测的冲击系数为1.12120％。《板，其中混凝土板应按现行混凝土结构设计规范》GB50010的规定进行《组合梁使用范围中将仅适用于简支梁的规定取消后就说明组合梁也可以用于钢梁在组主承受拉和剪在施阶钢时可作为工时各种荷载的支承结构。钢梁的上翼缘用作混凝土翼板的支座并用作固定抗剪连接件组合弯时抵抗曲应力作用远及翼缘故钢梁设计成翼缘136所示。图136a(cMM136b()时的工情况由抗剪件阻碍作用了接触之间136混凝土翼板的有效宽度be(图11.1.2)应按下式计算 式中b0α<45ºα=45º计算板托顶部的，b1、b2—梁外侧和内侧的翼板计算宽l1/6和翼板厚度hc16相邻钢梁上翼缘或板托间净距s0的1/2当为中间梁时(11.1.2)中b1b2。，11.1.2hc1等于组合板的总厚度减去压型钢板的肋高，但在计算混凝土翼板的有效宽；一致。如AISCb2≤0.1ll(一侧有翼板)；英国水泥及混凝土b2≤0.1le—0.5b0(集中荷载作用)AIJb2=0.2l(简支组合梁)；即b2取值与梁跨度间的关系相差；组合梁(含部分抗剪连接组合梁和钢梁与组合板构成的组合梁)的挠度应按弹性方法行计算应按第1.4.2条的规考虑混凝翼板和梁之间的0.15l(l为梁的跨度)范围内，不计受拉be范围内配置的纵向钢筋的作用，设计规范》GB50010的规定验算负弯矩区段混凝土最大裂缝宽度ധmax。产生的截面弯矩小于组合弹性阶段的极限弯矩，即此时的组合正常而将混凝土翼板的有效截面除以钢与混凝土弹性模量的比值αE(当考虑混凝土在荷载长期作用下的影响时，此比值应为2αE)换算为钢截面(为使混凝土翼板的形αE2αE即可)，再求出整个梁截面的换算截梁。故欧洲规范ECCS规定：在中间支座两侧各0.15l(l为一个跨间的跨度)的范围内确定梁的截面刚度时不考虑混凝土翼板而只计入在翼板有效宽度be范围内负弯计规范》按受拉构件来验算混凝土冀板最大裂缝 载应由钢梁承受，钢梁应按第3章和第4章规定计算其强度、稳定性和第一阶段在混凝土翼板的强度达到75％以前，组合梁的自重以及作用在其上但按弹性计算的钢梁强度和梁的挠度时均应留有余地。梁的跨中挠度除满足范A25mm，以防止梁下凹段增加混凝土的自重。在强度和变形满足的条件下，组合梁交界面上抗剪连接件的纵向水平抗剪部分抗剪连接限用于跨度不超过2m。组合跨度不宜超过20m。度设计值f应按第3.4.1和3.4.2条的规定采用，当组成板件的厚度不同时，《值按现行混凝土结构设计规范》GB50010的有关规定采用。连续组合梁采用弹性分析计算内力时，15％。《组合钢梁的受压区，其板件的宽厚比应满足第9章第9.1.4条的定，故本章规定“钢梁钢材的强度设计值，应按3.4.5.1条和第3.4.2条的0.9。尽管连续组合弯矩区是混凝土受拉而钢压但组合梁具有较好的内力15％是可行的。组合按简单塑性理论即形成塑性铰时的抗弯承载能力进行设计其基本假f；⑤忽略钢筋混凝土翼板受压区中钢筋的作75弹性计算的钢梁强度和梁的挠度均应留有余地。梁的跨中挠度除满足规范的要求25的多寡，组合分为完全抗剪连接组合梁和部分抗剪连接组合梁两类。 正弯矩作用区M≤be x=Af／(be 式 11.2.1-1M≤behc1fcy1 式中Ac—钢压区截面面积y1—钢拉区截面形心至混凝土翼板受压区截面形心的距离y2—钢拉区截面形心至钢压区截面形心的距离11.2.1-2 11.2.1-3M≤Ms+Astfst(y3+y4/ Ms=(S1+S2) 式 M—负弯矩设计值y3—纵向钢筋截面形心至组合梁塑性中和轴的距离y4等于钢梁塑性中和轴至腹板上边缘的距离。影响。当塑性中和轴在钢梁腹板内时，钢压区板件宽度比应符合GB50017—混凝土梁，所以实际上是变截面梁。故欧洲规范ECCS规定：在中间支座两侧各0.15l(l为一个跨间的跨度)负弯矩作用区段拉力全部由翼板内配置的纵向钢筋承受(11.2.1-3)。vx=nrNc vAfnNc/2f

Mu,r=nrNcy1+0.5(Af－nrNc) 式 Mu,r—部分抗剪连接时组合梁截面抗弯承载力nr—部分抗剪连接时一个剪跨区的抗剪连接件数目vNc—每个抗剪连接件的纵向抗剪承载力，按第11.3节的有v11.2.2v部分抗剪连接组合负弯矩作用区段的抗弯刚度则按nrNc和Astfst两者中v为了保证分抗剪接的组有好的工性在任一剪跨距区内分抗剪连接时连接件的数量不得少于按完全抗剪连接设计时该剪跨距区内所需抗剪连接件总数f的5(d≤22，杆长4d)4组合梁截面上的全部剪力假定仅由钢梁腹板承受应按9.2.2）布，抗剪强度按9.2.2计算。因为钢梁腹板受剪屈服时，混凝土尚能承担一部处)VVu(Vu=hwtwfv)之比较大时，将对截面抗弯能力有明显影Astfst≥0.15Af 11.3.1EcEcvNc=0.43v

≤0.7 式 Ec—混凝土的弹性模量EcvNcEcv

vNc进行计算。vvNc=Ast v式 Ast—弯筋的截面面积fst—弯筋的抗拉强度设计值 专门设备进行接触焊的栓钉。圆柱头焊钉(栓钉)138，试验表明，栓钉在混凝土中的抗剪工作槽钢连接件(139)：其工作性能与栓钉相似，混凝土对其影响的因素亦 11.3.2vNcβv后取用。βv值按下式计算：vbwhdhe

he

bw—混凝土凸肋的平均宽度，当肋的上部宽度小于下部宽度时(图11.3.2 当压型钢板肋垂直于钢梁布置时(11.3.2b)，栓钉抗剪连接件承载力设计0.85bwhdhen0βn0

式中n033vnrNcv个剪跨区(11.3.4)，逐段进行。每个剪跨区段内钢梁与混凝土翼板交界面的纵向Vs按下列方法确定：图11.3.4连续跨区划分位于正弯矩区段的剪跨，VsAfbehc1fc 按照完全抗剪连接设计时个剪跨区段内需要的连接件总数nf，按下式计算vnf=Vs/Ncv

一个区配置抗剪连接件，合并为一个区段后的Vs=behc1f+Astfst。建议在合并区内采用完全抗剪连11.3.4条所计算的连接件个数均匀布置在最大正弯矩截面至零弯矩截面之3.5节的要求。式

1

αE换算为钢截面宽度后，ξ按下式计算(ξ≤0时，取 3ξ=0.4jl2

η=36Edesns

EI0Acf

A0=EA

IAdA1=00c I=I

dc—钢梁截面形心到混凝土翼板截面(对压型钢板混凝土组合板为其较弱截面)vk—抗剪连接件刚度系数，kNcv应乘以2EIeq法来考虑滑移效应。规范(1.42)是考虑滑移效应的组合梁折减刚度的计算方组合板构成的组合梁。对于后者，抗剪连接件刚度系数κ应按范11.3.219955期。2.5hc2不宜hc11.51.5hc2之h/l≥l/15～1/16，为使钢梁的抗剪强度与组合梁的抗弯11.5.2的要求。有板托时，伸出长50mm的要求。11.52家标准《混凝土结构设计规范》GB50010的规定设置。30mm；连接件沿梁跨度方向的最大间距不应大于混凝土翼板(包括板托)厚度的40030mm的要求，主要是为了：①保证连接件在混凝土翼板与钢梁之间发挥抗掀起作2.5642.5hd应符合(he+30)≤hd≤(he+75)的要求(图11.5.412mm4倍（Ⅰ级钢25倍(I级钢筋另加弯钩)10倍。弯筋附录 结构或构件的变形容许表A.1.1受弯构件挠度容许项构件类1234楼(屋)盖梁或桁架、工作平台梁(3项除外)和平台板5 (1)支注：1l为受弯构件的跨度(对悬臂梁和伸臂悬伸长度的2倍)2[VT]为永久和可变荷载标准值产生的挠度(起拱应减去拱度)的容许值；[VQ]为可变A7、A81/2200。 H为自基础顶面至柱顶的总高度；h注：1对室内装修要求较高的民用建筑多层框架结构，层间相对位移宜适当减小。无墙壁的2A7、A8级吊车的厂房柱和设有中级和重级平荷载(按荷载规范取值)A.2.2所列的容许值。A.2.2柱水平位移(计算值)项1231Hc为基础顶面至吊车梁或吊车桁架顶面的高度在设有A8级吊车的厂，厂房柱的水平位移容许值宜减小10％附录 梁的整体稳定系H等截面焊接工字形和轧制H型钢(B.1)φb图B.1焊接工字形和轧制Hφb=

4320

Ah

1y11y14.4h x 式 h、t1—梁截面的全高和受压翼缘厚度ηb—截面不对称影响系数；对双轴对称截面(B.1a、d)：ηb=0；对单轴对

=22α－1；α

I

I1y当 =1.07－0.282 bb注：(B.1-1)亦适用于等截面铆接(或高强度螺栓连接)简支梁，其受压翼缘厚度t1包括表 项侧向支 适用范1跨中无侧均布荷图a、b和21.73-3集中荷42.23-5跨度中点有一个侧均布荷图67集中荷载作用在截8跨中有不少于两个等距离侧向支承用9M M1.75-1.05 20.3 2M1 M1但注：1ξ

，其中b1和l1见第4.2.1条│Ml│≥│M2│表中项次3和7的集中荷载是指一个或少数几个集中荷载位于跨附近的情况，对其他情况的集中荷载，应按表中项次1、2、5、6内的数值采用。表中项次8、9的βb，当集中荷载作用在侧向支承点处时，取βb1.20对αb>0.8的加强受压翼缘工字形截面，下列情况的βb值应乘以相应的系数：项次1：当ξ≤1.0时，乘以0.95；项次3：当ξ≤0.5时，乘以0.90；当0.5<ξ≤1.0时，乘以0.95轧制普通工字钢简支梁的整体稳定系数φb应按表B.2采用，当所得的βb值大于0.6时，应按 (B.1-2)算得相应的b代替φb值。B.2项次荷载情自由长度234567891跨中无侧向支承点的上2缘3缘4缘5梁(不论荷载作用点截面高度上的位置注：1同表B.13、52表中的φb适用于Q235钢。对其他钢号，表中数值应乘以235/fybφ=570btb

f式中h、b、t (B.3)算得的φb大于0.6时，应 (B.1-2)算得相应的b代替φb值双轴对称工字形等截面(H型钢)双轴对称工字形等截面(含H型钢)悬臂梁的整体稳定系数，可按(B.1-1)计大于0.6时，应 (B.1-2)算得相应的b值代替φb值B.4双轴对称工字形