DIN 18800-1(中文)钢架结构-第一部分

UDC693.814.014.2德国标准1990年11月钢架结构设计与构造DIN18800第一部分ICS本条件中采用逗号作为十进位制标记，以与国际标准化组织（ISO）公布的标准准则相一致。术语“荷载”在本标准中指外部施加在系统上的力；这同样适用于包括元件‘荷载’（见DIN1080第1部分）在内的术语。1前言有关钢结构设计与构造的欧洲标准尚未出版之前，本标准1981年3月版将仍保持有效，直至当前更新版本为止。本标准由Normenausschuβ（建筑和土木工程标准委员会）第8部门和DeuscherAusschuβfürStahlba（德国钢结构工程委员会）联合制定。DIN18800的系列更新版本均基于Normenausschuβ于1981年颁布的安全结构要求规范原则中所说明的设计理念来提出工程师的实用规则，同时把正在进行的统一欧洲规范的工作考虑进来。DIN18800第2部分和第3部分的引用标准为1990年11月版。目录1概述…………………………………………………….2文件资料……………………………………………….3概念和标志…………………………………………….3.1基本概念……………………………………………..3.2其他概念……………………………………………..3.3主要符号……………………………………………..4材料…………………………………………………….4.1轧钢和铸钢…………………………………………..4.2紧固件………………………………………………..4.2.1螺栓、铆钉、受切接合部件和栓钉………...4.2.2焊材………………………………………………..4.3高强度抗拉构件……………………………………..4.3.1钢绞线………………………………………...4.3.2锚具………………………………………………..4.3.3钢绳………………………………………………..4.3.4验收（质量控制）………………………………...4.3.5高强度抗拉构件机械性能的标准值……………...5结构细部设计……………………………………….…5.1概述…………………………………………………..5.2连接…………………………………………………..5.2.1概述………………………………………………..5.2.2螺栓连接和铆接……………………………..5.2.3焊接……………………………………………...5.3高强度抗拉构件……………………………………..5.3.1类型…………………………………………………5.3.2锚具……………………………………..…..…….5.3.3钢绞线套管和夹具…………………5.3.4钢绳导杆和绳夹…………………………………...6荷载假定………………………………….……………7设计分析………………………………….……………7.1规定分析………………………………….………….7.2应力计算……………………..7.2.1作用力……………………….……………………..7.2.2极限状态分析的假定………………………………7.2.3正常使用极限状态分析的假定…………………...7.3抗力参数计算……………………..7.3.1抗力参数…………………………………………...7.3.2抗力………………………………………….……..2222334455666677788888101111111213131313141414151515167.4分析方法……………………..……………………..7.5极限状态分析……………………..………………..7.5.1标准和详细设计………………………………….7.5.2弹性-弹性法………………………………………7.5.3弹塑-性法………………….……………………7.5.4塑性-塑性法………………………………………7.6静态平衡的验证……………………………………7.7持久性的验证………………………………………8连接上的应力和抗力………………………………...8.1概述…………………………………………………8.2拴接和铆接…………………….……………………8.2.1极限状态分析…………………………………….8.2.2正常使用极限状态分析………………………….8.2.3变形…………………….………………………...8.3销接…………………………………………………8.4焊接连接…………………….……………………...8.4.1弧焊……………………………………………….8.4.2其他焊接工艺…………………………………….8.5紧固件的组合………………………………………8.6接触分析中的压力传输………………………….9极限状态分析中高强度抗拉构件的抗力……………9.1概述…………………………………………………9.2高强度抗拉构件及其锚具…………………………9.2.1极限状态分析…………………………………….9.2.2高强度抗拉构件的抗力………………………….9.2.3承座抗力………………………………………….9.3导杆、索扣和绳夹…………………………………9.3.1极限侧压力和分项系数…………………….9.3.2滑移……………………………………………….附录A…………………………………………………...标准和参考文件………………………………………...旧版本修正注释具体请见本标准的第2页至第44页。16181820242627292929303032323233333838383939393940404141414243DIN18800第一部分21概述（101）应用范围本标准包括钢结构的设计和构造。（102）其他要遵守的标准和所有其他相关标准一样，其他构成DIN18800系列的标准也应要遵守。这其中有些标准包括其他尚未纳入对本标准非常重要的设计理念的规范或者与本标准相背离的规范。在这种情况下，在进行评估之前昀好参考本标准的1981年3月版（参看第1页上的绪论）。（103）基本要求钢结构必须要稳定并且适用，它应具有足够的刚度和强度。注意:术语“稳定”用来说明结构既要具有足够的承载能力，又能保持静态平衡。2文件资料（201）使用条件文件资料中应清楚说明钢结构的用途以及其服役期的主要使用环境。（202）文件资料内容文件资料应表明钢结构在其施工阶段和使用过程中具有足够的稳定性和适用性。注意：文件资料中应包括工程规范、结构分析(包括布置图)，实验报告，包含和测试及预期作用有关的详细情况在内的图纸、详细说明安装或焊接顺序的图纸以及各种协议。（203）工程规范工程规范中应包括检查结构分析和图纸所需信息，特别是作为施工工程基础，但未包括在设计文件和图纸中的信息（如防腐详情）。（204）结构分析结构分析应证明所有组件和节点均有所需的承载能力和适用性。分析要全面而又易理解，并且应提供作为施工图纸基础的详细信息。（205）来源和出处非常规公式和计算方法的来源应广为人知。如果这些内容尚未出版，那么应提供其如何生成的信息，从而证明其适合性。（206）计算机分析计算机分析的使用应根据RichtliniefürdasAusfstellenundPrüfenEDV-unterstützterStandsicherheitsnachweise（开发和测试计算机辅助结构分析规范）进行。（207）测试报告测试报告中应包括测试目标、测试设计、测试性能和测试评估的详细情况，并且要能为另一方进行有效评估和复制。（208）图纸图纸应完整明确地说明对技术文件评估、施工工程和有关机构随后对结构的批准来说非常重要的结构构件。注意:构件图纸要完整准确的话，则应包括以下内容：a）材料信息（如一钢号和螺栓属性等级）；b）结构和横截面的尺寸图；c）接缝图纸（如说明线性构件质量中心轴线的相对位置）、紧固件与连接构件的位置以及容许公差；d）与制造质量有关的问题（如螺栓的预紧、焊接准备）；e）在安装工作中要考虑进来的因素；f）防腐方面的详细情况。3概念和标志3.1基本概念（301）作用力和作用力参量因为结构作用力参量为用来说明作用力的大小，所以作用力指作用在结构上的受力或者由于受力引起变形的原因。注：作用力包括重力、风力、强加荷载、温度和柱子的沉降，参见条款706。（302）抗力和抗力参量这里的抗力用来说明对结构、其结构、构件和连接所受作用力的抵抗力。抗力系数来源于几何尺寸和材料特性值，应考虑它们的变异性。在本标准中，强度和刚度是抗力参量。注意1:除非在DIN18800系列标准其他部分另有规定，为了方便起见，应把抗力参量的所有变量都要考虑进来，但不要把几何参数考虑在内。注意2:屈服上限ReH和抗拉强度Rm均为材料特有的属性。标准强度值为与几何参数名义值有关的强度值，其中昀重要的强度值为和材料特性屈服上限ReH与抗拉强度Rm相关的屈服强度fy与抗拉强度fU。抗弯刚度（E·I），即弹性模量和惯性矩的乘积（两DIN18800第一部分3者均为变量）为刚度的一种。（303）设计值设计值是为分析而假设的作用力参量值和抗力参量值。它们用来模仿作用力对结构发生不利影响，从而使其具有许多不利属性的情况。实际上很多情况不太可能发生。设计值一般通过加下标d来表示。注意1:本标准所用设计值已选好，这样分析确保不会超过目标故障概率。注意2:分析中需要对设计值和标准值（见条款304）加以区别。这可通过为设计值和标准值分别加上下标d和k来实现这一点。（304）标准值作用力参量和抗力参量的标准值用作设计作用力和抗力的基准参量。注意:根据作为本标准基础的安全理念，假设要变化的作用力和抗力标准值应被选作这些参数统计分布的p%分位值（如5%分位值），从而可以计算目标故障概率的分项系数。由于实际上首先要确定分项系数，p值则根据[1]中的数值变化所得。如果作用力和抗力方面缺少足够的数据，那么在有些情况下p值只是估计值。出于此原因，本标准中所用规格是根据对当前数据进行综合评价而得到的。（305）分项系数分项系数γF和γM是用来描述作用力F和抗力参数M的变异性的参数。注意1:系数γf由以下分量组成γF=γf·γf·SyS其中:γf表示各作用力在空间和时间方面的变化情况；γf·SyS表示结构模型和随机模型中的不确定性，并且包括系统对外部作用力作出反应的敏感度。确定γF的信息参见[1]。注意2:系数γm由以下分量组成γM=γm·γm·sys其中:γm表示各抗力的变化情况；γm·sys表示计算抗力的结构模型中的错误以及系统对外部作用力作出反应的敏感度。确定γM的信息参见[1]。（306）组合值组合值表示活载同时发生的概率。（307）应力应力Sd为用来描述结构受到设计值Fd后状态的参数。如果应力需要加上标示以避免混淆，那么它们应在S后面加上下标d。但是这种符号在下面将不再使用。注意:应力包括内力和力矩、螺栓剪切力、应变力和致偏力。（308）极限状态极限状态指结构不能继续保持其承载能力或使用功能的状态。还可适用于构件、横截面、材料和紧固件。（309）抗力抗力Rd用来描述结构处于极限状态的参数。它们应通过设计抗力Md来计算。如果抗力需要加上标示以避免混淆，那么它们一般在R后加上下标d。注意:抗力包括极限应力、极限内力和力矩、极限螺距剪切力和极限应变力。3.2其他概念（310）其他概念在相关环境中进行解释。3.3常用符号（311）坐标、位移参数、内力和力矩、应力和缺陷x沿着构件方向的轴（主轴）y、z横截面的轴（简单构件的ly不可小于lz）u、v、wx、y和z轴上的位移N轴向力My、Mz弯矩Mx扭矩Vy、Vz剪切力Ơ轴向应力τ剪切应力σΔ应力幅0ϕ结构在无荷载状态下的初始摇摆缺陷图1.坐标、位移参数和内力与力矩注意:根据国际惯例，标志V要换成Q（参见ISO3898）。DIN18800第一部分4（312）物理参数E弹性模数G剪切模数αt线性热膨胀系数fy屈服强度fu抗拉强度μ防滑系数（313）截面参数t厚度b宽度、幅度A横截面面积ASteg腹板面积（参见条款752）S静力矩I惯性矩W弹性截面模数Npl完全塑性状态下的轴向