钢结构规范讲座

1、铁元素骨设计规范GB50017-2003应用讲座清华高等院校石永久教授，介绍内容(1)新条文的详细说明(2)修正条文指出了修改的地方(3)强制条文的重要性再次确认(4)新规范的比较简单的概括，第章轴心受力构件和弯曲构件的计算， 5.1轴心受力部件5.1.1根轴心拉伸部件和轴心受压部件的强度，除了高强度螺栓摩擦型连结部位以外，按下式计算(不变):5.1.2根实腹型轴心受压部件的稳定性按下式计算(不变):式中的轴心受压部件的稳定系数按表5.1.2的截面分类式中轴心受压部件的稳定系数按表5.1.2的截面分类，按照附录3采用。 式中轴心受压部件的稳定系数按表5.1.2的截面分类，按照附录3采用。 式中

2、轴心受压部件的稳定系数按部件长细比l、钢材的屈服强度fy和表5.1.2-1,2、2、2的截面分类，在附录c中采用。 a、b、c、d这4个表，按照换算长细比调查值，(1)按照原来的规范，将t40mm的轴压部件稳定放入c曲线，但是不正确。 新规范有特别规定，见规范表5.1.2-2。 增加了(2)等级d截面(d曲线)。 t40mm的轴压部件根据截面形式和弯曲方向，有b、c、d三种。 (3)截面为双轴对称或极对称的构件(弯曲压曲或扭转压曲)，长细比为将双轴对称十字型截面的x或y的值设为5.07b/t以下以避免扭转压曲，(4)单轴对称截面(t、l、c等)的围绕对称轴的压曲为扭转压曲。 原规范认为弯曲失稳

3、进入b曲线或下降到c曲线。 新规范截面类别的划分仅考虑截面形式和残馀应力的影响，将弯曲弯曲用弹性方法换算成长细比(代替ly )与弯曲等效：式中z扭转弯曲换算长细比、从eo剪断心到离心距离、对io剪断心的极惯性半径、Iw毛截面扇形惯性矩It毛截面扭转惯性矩lw扭转弯曲计算长度， 一般来说，lw=loy、开口截面、扇形坐标、扇形几何特性b扇形极、Mo扇形零点、扇形静力矩、扇形惯性积、扇形惯性矩、s1截面中心线全长、主扇形零点和主扇形极也是扇形静力矩Sw、扇形惯性积Iwx、Iwy为零、剪断力中心s截面剪断力流的合力作用点， 主扇极和扭转中心横向负荷通过截面剪切力中心，构件只有哩溜歪斜，没有扭转，c形

4、截面，I形截面1 )等边单角钢b/t0.54loy/b的情况下b/t0.54loy/b的情况下，对单角钢和双角钢的截面新规范提出yz的近似计算公式，t形和十字截面iw0， 2 )等边双角钢b/t0.58loy/b的情况b/t0.58loy/b的情况，3 )不等边双角钢长边相为b2/t0.48loy/b2的情况b2/t0.48loy/b2的情况，4 )不等边双角钢，短边相为b1/t0.56loy/b1的情况b 1 单犄角旮旯钢部件在平行轴(u轴)周围压曲的情况下，在b级截面上调查j值，换算成长细比，在b/t0.69lou/b时、b/t0.69lou/b时，5.1.7根被用作减小受压部件的自由长度

5、的支撑杆，支持力如下： (6.0在柱的中央(从柱的端部开始al )没有以m通道的间距大致同等地被支撑，各支撑棒轴向力，(2)支撑多根柱时，在柱的中央附近设置支撑，支撑的(3)在先对支撑一般以允许长度细比控制截面，没有计算承载力。 现在，对于支撑多个柱子的支撑，必须注意计算其承载力。 (4)在支承和云同步受到结构上的其他作用(例如纵刹车器力)的情况下，作用轴力不与支持力重合。 5.2弯曲部件和弯曲部件，在本节中，将塑性发展系数x=y=1.0的条件从“直接受到的动力负荷”缩小到“需要计算疲劳”，对弯曲部件进行了一些部分修正。 受压翼缘自由外伸幅比的情况下，x=1.0，(1)在原规范中N/NEx，n

6、为设计值，NEx为欧拉极限负荷，应该用阻力区系数r除颈，在新规范中将N/NEx变更为N/NEx，将颈作为残奥节计，其值为NEX p2EA/(1.1l2x解除5.5.2根平面内的稳定计算、(1)等效力矩系数mx或tx、没有横向负荷时mx (或tx)=0.65 0.35M2/M1、“小于0.4时要不得定”的规定。 (2)分析了内力未考虑二次效应的无支撑纯信息帧和弱支撑信息帧架柱mx=1.0，(2)将弯矩作用平面外稳定计算式改为调整系数，使箱形截面h=0.7，其他截面h=1.0，避免箱形截面jb=1.4的概念不明现象. 现在的规范闭口截面jb=1.0规范规定jy为“由5.1.2根决定”，表示弯矩作用

7、于对称轴平面的单轴对称截面，jy必须考虑扭转效应的换算长细比lyz来决定。 这必然会增加很多计算工作量。5.3杆件的计算长度与允许长度的细比、5.3.2条交叉腹杆在管桁架平面外的计算长度lo (计算棒内力为n，另一条内力为No，全部绝对值)、l为螺距(升交点并非结节点)。 (1)按下另一根杆，两根杆的截面相同，不在升交点中中断原来的基准l 2 )按下另一根杆，另一根杆在升交点中中断，在节点大板块中拉伸原来的基准l，3 )另一根杆，两根杆的截面相同，在升交点中为原来的基准另一根杆被拉动，杆被升交点中断，以结节点板说唱乐原规范0.7l 5)交叉的另一根杆被拉动，以升交点杆连续，杆断裂，在结节点板说

8、唱乐，NoN或杆的平面外刚性为lo=0.5l，则以(2)杆lo=l 5.3.3根在框架柱的信息帧平面内的计算原规范是：侧面信息帧(m1 )和侧面信息帧(m1 )，、时。 当用新规范确定信息帧平面内信息帧柱的计算长度时，(1)当分为无支撑纯信息帧在一次弹性分析中计算内力时，计算长度系数m1.0，当从侧向运移信息帧柱的表中用二次弹性分析方法计算内力时，假设m=1.0 (在各层的柱顶上附加虚拟水平力Hni )。 (2)产生具有支撑信息帧的强支撑信息帧支撑结构(支撑管桁架、剪力墙等)的侧动刚性满足式中Sb的每单位横滚角的水平力的第I层间的所有柱分别用无侧移动框柱和有侧移动框柱计算了长度系数，计算了轴棒

9、的稳定承载力之和。 根据，弱支撑框Sb不满足上式的情况下，柱的稳定系数在式中，无侧移动框的柱和有侧移动框的柱计算长度计算的稳定系数。 5.3.6条新条文(1)带摆动柱的无支承和弱支承框架柱的计算长度系数增大系数h :各框架柱的轴心压力设计值和柱高度比之和、各摆动柱的轴心压力设计值和柱高度比之和、摆动柱的计算长度系数m=1.0，(2)与计算柱同层的其他柱和计算柱连续的上下层柱的稳定承载力利用这些个柱的支撑作用，减少计算柱的计算长度系数m，提供；(3)南朝梁与柱的半刚性连接，在确定柱的计算长度时，必须考虑结节点的特性。5.3.8条、5.3.9条增加了摇镜头在60m管桁架部件的允许长度比以上的规定，

10、这是基于近年来大摇镜头管桁架的实践经验的补充规定： (1)受压棉棒和端推棒的允许长度比应取100，其他受压腹棒为150 (静力或间接动力)或120 (2)拉弦棒和腹棒的长度之比为300 (静力或间接动力)或250 (直接动力)。建筑抗震设计规范(GB50011-2001 )允许长度比： (1)12层以下的窗框支柱的6.8度为9度；(2)12层以上的窗框支柱的度为： 6度： 7度： 8，9度：(3)12层以上的6，7度： 8度： 9度： (4)12层以下的6，7度：杆杆杆8，9度所有地区都废除了6度以上GB50017的规定，对. 4受压部件的局部稳定、5.4.1根轴心受压部件中的耳朵皮外伸宽度b

11、和厚度t之比(不变)、5.4.4根轴心受压t形截面腹板规范的宽幅比、分割丁字钢严格， 限制为：轴心受压部件和弯曲力矩对自由边进行拉伸的弯曲部件热轧丁字钢、焊接丁字钢， 弯曲力矩压迫腹板自由边的弯曲部件(不变) ao1.0时ao1.0时、5.4.5条(新)圆管截面受压部件外径b和壁厚t之比、建筑抗震设计规范(GB50011-2001 )允许宽幅比：所有地区在6度以上，GB50017规定被代替， 第6章疲劳计算6.1.1根应力变化周期次数在5104次以上时，疲劳计算附录e (原附录5 )的疲劳分类表的项5“梁翼缘焊接”原则上规定为二级，但按照“施工检查规范”，犄角旮旯焊接内部探伤不正确，达不到二级

12、。 在电动葫芦起重机南朝梁拉伸耳朵皮的常用角焊缝中，会发生不符点。 现在规定了“角焊缝”，外观质量属于二级疲劳等级。第7章连接计算、7.1焊接连接、对接焊缝、角对接焊缝、对接和角对接组合焊接、7.1.1条关于焊接质量等级的选项，是设计规范的新条文。 焊接质量等级由原钢结构工程施工和验收规范GBJ205-83首先提及，它只提及一、二、三级焊接的质量标准，而未提及在什么情况下需要采用哪些级焊接。 由于GBJ17-88也没有明确规定，因此也有设计者对焊接质量等级提出不恰当的要求，影响工程质量，给施工单位带来不必要的困难。 焊接质量等级的规定，大部分反映在设计规范的有关条文和表中，但没有全面集中，现在

13、集中是直观明确的。 (1)需要计算疲劳结构的对接焊缝(包括t形对接和角接合的组合焊接)，拉伸横焊为一级，挤压为二级，纵对接焊缝为二级，新规范附表E-1、项次2、3、4已经反映出来。 (2)在不需要计算疲劳的部件中，需要与母材等焊接强对接焊缝时，拉伸时不应低于二级，压迫时为二级。 由于一次或二次对接焊缝的极限拉伸强度正好与母材相等，因此三次焊接仅占母材强度的85%。 (3)重级作业制和Q50t中级作业制电动葫芦起重机南朝梁网与上耳朵皮之间，以及电动葫芦起重机管桁架上弦杆和结节点板之间的t形接头已焊接，质量等级为二级以上。 本来，上述焊接位于构件的弯曲受压区域，主要受到剪应力和车轮压力引起的局部压

14、应力，未受到明确的抗拉应力定作用，本来不产生疲劳破坏定，但由于受到轨道偏心等不良影响，国内外多发现连接和附近的裂缝。 所以，中国的7.4男同性恋齐(TJ17-74 )把这种焊接规定为“应该焊接”，不允许采用角焊缝的8.8年规范(GBJ17-88 )补充规定为“不低于二级质量标准”。 在新的规范中，这一内容已经放在7.1.1条中，因此取消结构要求一章这一部分的规定。 (4)犄角旮旯焊接及不焊接对接和犄角旮旯焊接，由于内部探伤困难，不要求质量等级为一级或二级。 因此，需要管理疲劳结构的该焊接只能规定外观质量标准满足二级，该内容反映在设计规范GB50017疲劳计算分类表(表E-1 )项的以下5项中。

15、 (5)就本条提到的“疲劳结构中需要管理对接焊接压力时为二级”、“疲劳结构中无需计算母材等强压力对接焊缝时为二级”。在设计规范的其他条文中没有提及，但这是以过去的工程实践和海外基准为参考而规定的，例如在美国的铁元素骨焊接规范AWS中，对于与要求熔融的母材等的强对接焊缝，即使受到动力负荷和静力负荷，即使受到拉伸和压力也不会损害探伤，是我国的三级焊接由于对接焊缝存在大的残留抗拉应力，外压往往不能完全抵消该抗拉应力，在某些情况(例如电动葫芦起重机南朝梁上耳朵皮的对接焊缝)下偶然偏心力作用(例如电动葫芦起重机轨道的偏离)，名义上受压迫焊接受力复杂，往往存在拉伸应力。7.1.2根和7.1.3根原规格中规

16、定的不加角焊缝和电弧星空卫视板的对接焊缝，各焊接的计算长度采用实际长度减去10mm。 研究结果表明，这种保持焊接大小不变的方法不合理，新规范修改如下：从对接焊缝减去2t的角焊缝中减去2hf。7.1.4个倒角角焊缝的计算两圆角角度不等于900的角焊缝称为倒角角焊缝，该焊接通常用于t形接头。 与原始规范一样，无论应力方向如何，倒角角焊缝均计算为f或(f)=1.0。 这是因为传统对角焊接的试验研究一般对垂直角角焊接进行，斜角焊接的研究很少。 另外，我国采用的计算公式也因垂直角角焊缝而简化，不能用于贝尔角焊缝。 新规范参照美国的铁元素骨焊接规范(AWS )，结合我国建筑铁元素骨焊接技术规程，做了如下修

17、改： (1)规定了锐角犄角旮旯焊接两腿之间的角度600，钝角犄角旮旯焊接1350。 这意味着焊接脚丫子角度小于600或大于1350的焊接不建议作为受力焊接。 (2)由原来的规范规定的锐角角焊缝的计算厚度为he=0.7hf，比实际的狭道尺寸小，考虑了在焊脚小的情况下，焊接的根部难以焊接，焊接线上的强度低。 现在，规定600没有这个问题。 因此，无论锐角和钝角，计算厚度统一为喉口尺寸he=hfcos/2。 但是，根部的间隙(b、b1或b2 )为1.5mm时，应考虑间隙的影响。 (3)在新规范中，任何情况下根部的间隙(b、b1或b2)都不得超过5mm，主要是图a的b1可能超过5mm。 如果是，则可以将板端切成图b的形状形成b5mm。 斜t形接头的角焊缝应在设计图上画得很大，并详细说明两侧斜接角焊缝的圆角尺寸。7.2紧固件(螺栓、铝铆钉等)紧固、7.2.2条(1)新标准名称的变化：高强度螺栓摩擦型紧固、受压型紧固。 原规范：摩擦型高强度螺栓、受压型高强度螺栓、(2)稍微修正了表7.2.2-1中的防滑系数的值，但原规范块(圆)和块拉斯特定后的红锈时的Q345、Q390和Q420钢的=0.55实际上没有达到该要求，下降到0.50。 (3)高强度螺栓的预张力p，原规格为式中考虑螺栓材质的不确定系数0.9，施工时的超张力0.9拧紧螺母柱时螺杆受到