79钢结构规范讲座

《钢结构设计规范》GB50017-2003应用讲座清华大学石永久教授介绍内容(1)新增条文——较详细讲解(2)修改条文——指明修改之处(3)强制条文——重申重要性(4)未改条文——简要概述新旧规范比较第５章轴心受力构件和拉弯、压弯构件的计算5.1轴心受力构件fANn5.1.1条轴心受拉构件和轴心受压构件的强度，除高强度螺栓摩擦型连接处外，应按下式计算(不变)：5.1.2条实腹式轴心受压构件的稳定性应按下式计算(不变)：fAN式中——轴心受压构件的稳定系数，应根据表5.1.2的截面分类并按附录三采用。式中——轴心受压构件的稳定系数，应根据表5.1.2的截面分类并按附录三采用。式中——轴心受压构件的稳定系数，应根据表5.1.2的截面分类并按附录三采用。式中——轴心受压构件的稳定系数，应根据构件长细比l、钢材屈服强度fy和表5.1.2-1，2的截面分类并按附录C采用。a,b,c,d四个表，按换算长细比查值235yfl（1）原规范将t40mm的轴压构件稳定归入c曲线，不确切。新规范作了专门规定，参见规范表5.1.2-2。（2）增加了d类截面（d曲线）。t40mm的轴压构件，视截面形式和屈曲方向，有b、c、d三类。（3）截面为双轴对称或极对称的构件（弯曲失稳或扭转失稳）,长细比取双轴对称十字形截面lx或ly取值不得小于5.07b/t，避免扭转失稳yoyyxoxxilil/,/ll（4）单轴对称截面(T,L,C等)绕对称轴的失稳是弯扭失稳。原规范视为弯曲失稳归入b曲线，或降低为c曲线。新规范截面类别的划分只考虑截面形式和残余应力的影响，将弯扭屈曲按弹性方法用换算长细比（代替ly）等效为弯曲屈曲：式中lz——扭转屈曲换算长细比2/122202022222/1421zyzyzyyzielllllll22202/7.25/llIIAitzeo——剪心至形心距离io——对剪心的极回转半径222020yxiieiI——毛截面扇性惯性矩It——毛截面抗扭惯性矩l——扭转屈曲计算长度，一般取l=loyiiittttbkIItMt33开口截面扇性坐标dssB0扇性几何特性B—扇性极点，Mo—扇性零点10stdsS1100sxtdsIsytdsIyx扇性静矩扇性惯性积扇性惯性矩102stdsIs1—截面中线总长主扇性零点和主扇性极点—使得扇性静矩S，扇性惯性积Ix，Iy为零剪力中心S—截面剪力流的合力作用点，也是主扇性极点和扭转中心横向荷载通过截面剪力中心，杆件只弯曲，不扭转C形截面yyyIhIIIbtbthbthe/22132231132210hbbhthbItbhttbyew632126323210I形截面1）等边单角钢b/t≤0.54loy/b时b/t0.54loy/b时42235.11/78.4btltboyyzl22485.01tlboyyyzll对单角钢和双角钢Ｔ形截面新规范建议了lyz的近似计算式T形和十字形截面I≈02）等边双角钢b/t≤0.58loy/b时b/t0.58loy/b时4226.181/9.3btltboyyzl224475.01tlboyyyzll3）不等边双角钢，长边相并b2/t≤0.48loy/b2时b2/t0.48loy/b2时222409.11tlboyyyzll242224.171/1.5btltboyyzl4）不等边双角钢，短边相并b1/t≤0.56loy/b1时b1/t0.56loy/b1时yyzll142217.521/7.3btltboyyzl单轴对称压杆绕非对称主轴以外的任一轴失稳时，应按弯扭屈曲计算。单角钢构件绕平行轴（u轴）失稳时，按b类截面查值，换算长细比22425.01tlbouuuzllb/t≤0.69lou/b时b/t0.69lou/b时tbuz/4.5l5.1.7条用作减小受压构件自由长度的支撑杆，支撑力为：（1）单根柱柱高中点有一道支撑Fb1=N/60支撑不在柱中央（距柱端al）有m道间距基本相等支撑，每根撑杆轴力)1(2401aaNFb)1(30mNFbm（2）支撑多根柱时在柱中央附近设置一道支撑，支撑力各柱压力相同时式中，n为被撑柱根数。（3）以前对支撑一般按容许长细比控制截面，不计算承载力。现在，对支持多根柱的支撑应注意计算其承载力。)4.06.0(60nNFbn)4.06.0(60nNFibn（4）当支撑同时承受结构上的其它作用时（如纵向刹车力），作用轴力不与支撑力叠加。5.2拉弯构件和压弯构件本节作了一些局部修改：5.2.1条将取塑性发展系数x=y=1.0的条件由“直接承受动力荷载”缩小范围为“需要计算疲劳”的拉弯、压弯构件。受压翼缘自由外伸宽厚比时x=1.0yy/23515//23513ftbf(1)原规范中N/NEx，N为设计值，NEx为欧拉临界荷载，按理应将NEx除以抗力分项系数R，新规范将N/NEx改为N/NEx，注明NEx为参数，其值为NEX＝p2EA/(1.1l2x)。fWMANEx'1xxxmxxNN0.8-15.5.2条平面内稳定计算(1)等效弯矩系数mx或tx，无横向荷载时mx(或tx)=0.65+0.35M2/M1，取消“不得小于0.4”的规定。（2）分析内力未考虑二阶效应的无支撑纯框架和弱支撑框架柱mx=1.0（2）弯矩作用平面外稳定计算式改为h为调整系数，箱形截面h=0.7，其它截面h=1.0，以避免原规范取箱形截面b=1.4的概念不清现象。现规范闭口截面b=1.0规范规定y“按5.1.2条确定”，即表示弯矩作用于对称轴平面的单轴对称截面,y应按考虑扭转效应的换算长细比lyz确定，这必然增加不少计算工作量。fWMANxbxtxy1h5.3构件的计算长度和容许长细比5.3.2条有关交叉腹杆在桁架平面外的计算长度lo（所计算杆内力为N，另一杆内力为No，均为绝对值），l为节间距（交叉点不是节点）。oN（1）压杆1）相交另一杆受压，两杆截面相同，并在交点处均不中断原规范l2）相交另一杆受压，且另一杆在交点处中断，以节点板搭接原规范lNNlloo121NNllo2o121p3）相交另一杆受拉，两杆截面相同，并在交点处均不中断原规范0.5l4）相交另一杆受拉，且拉杆在交点处中断，以节点板搭接原规范0.7l5）相交另一杆受拉，且在交点处拉杆连续，压杆中断，以节点板搭接，若No≥N或拉杆在平面外刚度取lo=0.5llNNll5.043121oooNlNNll5.0431oo143o22NNlNEIoyp（2）拉杆lo=l5.3.3条确定框架柱在框架平面内的计算长度时，原规范分为有侧移框架（1）和无侧移框架（1）新规范确定框架柱在框架平面内的计算长度时分为（1）无支撑纯框架①按一阶弹性分析计算内力时，计算长度系数1.0，按有侧移框架柱的表查得②采用二阶弹性分析方法计算内力时，取=1.0(每层柱顶附加假想水平力Hni)。siyninQH12.0250a（2）有支撑框架①强支撑框架——支撑结构（支撑桁架、剪力墙等）的侧移刚度满足式中Sb——产生单位侧倾角的水平力；——第i层间所有柱分别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承载力之和。)2.1(3oibibNNSoibiNN,按无侧移框架柱的表查得②弱支撑框架——Sb不满足上式时，柱的稳定系数为式中、——分别按无侧移和有侧移框架柱计算长度算得的稳定系数。)2.1(3)(1oibibooNNS1o5.3.6条为新增条文（1）附有摇摆柱的无支撑和弱支撑框架柱的计算长度系数应乘以增大系数h：)/(ffHN11/HN各框架柱轴心压力设计值与柱子高度比值之和各摇摆柱轴心压力设计值与柱子高度比值之和摇摆柱的计算长度系数=1.0)/(/1ff11HNHNh（2）当与计算柱同层的其它柱或与计算柱连续的上下层柱的稳定承载力有潜力时，可利用这些柱的支持作用，对计算柱的计算长度系数进行折减，提供支持作用的柱的计算长度系数应相应增大。（3）梁与柱半刚性连接，确定柱的计算长度时，应考虑节点特性。5.3.8条、5.3.9条增加对跨度等于和大于60m桁架杆件的容许长细比的规定，这是根据近年大跨度桁架的实践经验作的补充规定：（1）受压弦杆和端压杆的容许长细比值宜取100，其它受压腹杆可取150（静力或间接动力）或120（直接动力）。（2）受拉弦杆和腹杆的容许长细比值宜取300（静力或间接动力）或250（直接动力）。建筑抗震设计规范（GB50011-2001）容许长细比：(1)12层以下框架柱6~8度9度(2)12层以上框架柱：6度：7度：8，9度：y/235120fly/235100fly/235120fly/23560fly/23580fl(3)12层以上支撑6，7度：8度：9度：(4)12层以下支撑6，7度：压杆拉杆8，9度：压杆拉杆y/235120fly/23560fly/23590fly/235200fly/235150fly/235120fly/235150fl所有地区均在6度或以上，GB50017规定已被替代５.4受压构件的局部稳定5.4.1条轴心受压构件中翼缘板外伸宽度b与厚度t之比(不变)yftb/235)1.010(/l5.4.4条轴心受压T形截面腹板原规范宽厚比，对剖分T型钢太严，限制改为：①轴心受压构件和弯矩使自由边受拉的压弯构件热轧T型钢，焊接T型钢，yfth/235)2.015(/wolyfth/235)17.013(/wol②弯矩使腹板自由边受压的压弯构件(不变)当ao≤1.0时当ao1.0时yfth/23515/woyfth/23518/womaxminmaxoa5.4.5条(新增)圆管截面受压构件外径b与壁厚t之比)/235(100/yftd建筑抗震设计规范（GB50011-2001）容许宽厚比：所有地区均在6度或以上，GB50017规定已被替代第6章疲劳计算6.1.1条应力变化循环次数等于或大于5×104次时应进行疲劳计算附录E（原附录五）的疲劳分类表中项次5“梁翼缘焊缝”原规定为二级，但根据“施工验收规范”，角焊缝因内部探伤不准确，不能达到二级。吊车梁受拉翼缘常用角焊缝，这就产生了矛盾。现增加规定了“角焊缝，但外观质量符合二级”的疲劳类别。第7章连接计算7.1焊缝连接对接焊缝角接焊缝对接与角接组合焊缝7.1.1条有关焊缝质量等级的选用，是设计规范的新增条文。焊缝质量等级是原《钢结构工程施工及验收规范》GBJ205-83首先提到的，不过它只提到一、二、三级焊缝的质量标准，并未提到何种情况需要采用何级焊缝，而GBJ17-88也没有明确规定，导致一些设计人员对焊缝质量等级提出不恰当要求，影响工程质量或者给施工单位造成不必要的困难。焊缝质量等级的规定，大部份在设计规范有关条文或表格中已有反映，但不全面不集中，现集中为一条较为直观明确。（1）在需要计算疲劳结构中的对接焊缝（包括T形对接与角接组合焊缝），横向焊缝受拉的应为一级，受压的应为二级，纵向对接焊缝应为二级，新规范附表E-1，项次2、3、4已有反映。（2）在不需要计算疲劳的构件中，凡要求与母材等强的对接焊缝应焊透，受拉时不应低于二级，受压时宜为二级。因一级或二级对接焊缝的抗拉强度正好与母材的相等，而三级焊缝只有母材强度的85%。（3）重级工作制和Q50t的中级工作制吊车梁腹板与上翼缘之间以及吊车桁架上弦杆与节点板之间的T形接头应予焊透，质量等级不低于二级。本来