鋼規(guī)修訂16課件

1、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范修訂 情況介紹崔 佳重慶大學(xué)土木工程學(xué)院第1頁，共87頁。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范的歷史解放初期： 1- 461955年： 121- 551974年： TJ 17- 741988年： GBJ 17-882019年： GB 50017第2頁，共87頁。 根據(jù)建設(shè)部97建標(biāo)字第108號文的要求，國家標(biāo)準(zhǔn)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范2019年開始進(jìn)行全面修訂。規(guī)范修訂組總結(jié)了原GBJ17-88規(guī)范存在的問題與不足，針對近年來建筑鋼結(jié)構(gòu)快速發(fā)展的市場背景，吸收了國內(nèi)外最新研究成果，數(shù)易其稿，完成了新的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50017。第3頁，共87頁。 新規(guī)范共11章7個(gè)附錄（增加第2章“術(shù)語和符號”，去掉原第11

2、章“圓鋼、小角鋼的輕型結(jié)構(gòu)”），共有條文239條，強(qiáng)制性條文14條。其中新增條文48條，局部修改102條。 依據(jù)：各相關(guān)國家規(guī)范（如“統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)”、“荷載規(guī)范”、“抗震規(guī)范”等）已修訂，且應(yīng)用范圍有所擴(kuò)大。第4頁，共87頁。第1章 總 則第5頁，共87頁。 本章總條數(shù)不變，但其中三條作了修改。 增加提到與有關(guān)規(guī)范的關(guān)系，如建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范、冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范、抗震規(guī)范（包括建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范、構(gòu)筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范、中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖）等。但因防火問題是在構(gòu)造要求中規(guī)定的，故防火規(guī)范在第8章8.9.4條中提到。第6頁，共87頁。1.0.5 強(qiáng)制性條文 “在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

3、文件中，應(yīng)注明建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使用年限、采用的鋼材牌號，連接材料的型號(或鋼號)和對鋼材所要求的力學(xué)性能、化學(xué)成分及其它的附加保證項(xiàng)目。此外，還應(yīng)注明所要求的焊縫形式、焊縫質(zhì)量等級、端面刨平頂緊部位及對施工的其它要求?！?鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)文件中應(yīng)注明的這些內(nèi)容與保證工程質(zhì)量密切相關(guān)，因此將本條確定為強(qiáng)制性條文。第7頁，共87頁。第2章 術(shù)語和符號第8頁，共87頁。 按工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)編寫規(guī)定的要求，新增加此一章。主要列出建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)術(shù)語和符號標(biāo)準(zhǔn)（GB/T50083-97）中沒有的術(shù)語（如腹板“通用高厚比”、“腹板屈曲后強(qiáng)度”等），但符號列出較全。 規(guī)范條文中的符號一般在第一次出現(xiàn)時(shí)解釋。第9頁，共87頁

4、。第3章 基本設(shè)計(jì)規(guī)定第10頁，共87頁。3.1 設(shè)計(jì)原則 本節(jié)包括4條強(qiáng)制性條文，即： 3.1.2條 強(qiáng)制性條文 “承重結(jié)構(gòu)應(yīng)按下列承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)進(jìn)行設(shè)計(jì)： 1 承載能力極限狀態(tài)包括：構(gòu)件和連接的強(qiáng)度破壞、疲勞破壞和因過度變形而不適于繼續(xù)承載，結(jié)構(gòu)和構(gòu)件喪失穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)動體系和結(jié)構(gòu)傾覆。第11頁，共87頁。 2 正常使用極限狀態(tài)包括：影響結(jié)構(gòu)、構(gòu)件和非結(jié)構(gòu)構(gòu)件正常使用和外觀的變形，影響正常使用的振動，影響正常使用和耐久性能的局部損壞（包括混凝土裂縫）?！?承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)是結(jié)構(gòu)或構(gòu)件設(shè)計(jì)及計(jì)算的依據(jù)，本規(guī)范根據(jù)現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)

5、GB50068-2019的規(guī)定，結(jié)合鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)分別對極限狀態(tài)進(jìn)行了分類。第12頁，共87頁。 3.1.3條 強(qiáng)制性條文 “設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)破壞可能產(chǎn)生的后果，采用不同的安全等級。 一般工業(yè)與民用建筑鋼結(jié)構(gòu)的安全等級可取為二級，其它特殊建筑鋼結(jié)構(gòu)的安全等級應(yīng)根據(jù)具體情況另行確定?！?按照現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)GB50068-2019的規(guī)定，對破壞后果很嚴(yán)重的重要的房屋，安全等級為一級；對破壞后果嚴(yán)重的一般的房屋，安全等級為二級。第13頁，共87頁。 建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)是對各設(shè)計(jì)規(guī)范的統(tǒng)一指導(dǎo)，不可能針對各種結(jié)構(gòu)規(guī)范給出具體建議。本規(guī)范根據(jù)對我國已建成的建筑物采用

6、概率統(tǒng)計(jì)方法分析的結(jié)果，一般工業(yè)與民用建筑鋼結(jié)構(gòu)，按照建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的分級標(biāo)準(zhǔn)，安全等級多為二級，故規(guī)定可取為二級。 對于其它特殊的建筑鋼結(jié)構(gòu)，其安全等級應(yīng)根據(jù)具體情況另行確定。如對于跨度等于或大于60m的大跨度結(jié)構(gòu)則宜取為一級。第14頁，共87頁。 由于本規(guī)范定位為不抗震設(shè)計(jì)，故所有條文均是針對不考慮抗震的情況而制定。當(dāng)按抗震要求設(shè)計(jì)時(shí)，不再分安全等級，而應(yīng)按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)建筑抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)GB50223的規(guī)定來確定建筑物的抗震設(shè)防類別。第15頁，共87頁。3.1.4條 強(qiáng)制性條文 “按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)考慮荷載效應(yīng)的基本組合，必要時(shí)尚應(yīng)考慮荷載效應(yīng)的偶然組合。 按

7、正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)考慮荷載的標(biāo)準(zhǔn)組合，對鋼與混凝土組合梁，尚應(yīng)考慮準(zhǔn)永久組合?！?本條為鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)荷載效應(yīng)的組合原則，是根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)GB50068-2019的規(guī)定并結(jié)合鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)制定的。第16頁，共87頁。 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范對結(jié)構(gòu)或構(gòu)件承載能力的計(jì)算一般采用應(yīng)力表達(dá)式。根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范，當(dāng)按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)時(shí)，對于基本組合，內(nèi)力設(shè)計(jì)值應(yīng)從由可變荷載效應(yīng)控制的組合和由永久荷載效應(yīng)控制的組合中取最不利值考慮。鋼結(jié)構(gòu)自重較小，一般是由可變荷載效應(yīng)控制設(shè)計(jì)，只有當(dāng)采用大型鋼筋混凝土屋面板或有積灰的屋蓋結(jié)構(gòu)，以及特殊情況才有可能由永久荷載控制設(shè)計(jì)。對荷載效

8、應(yīng)的偶然組合，本規(guī)范參照統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)只作出了原則性的規(guī)定，具體的設(shè)計(jì)表達(dá)式及各項(xiàng)系數(shù)應(yīng)符合專門規(guī)范的規(guī)定。第17頁，共87頁。3.1.5條 強(qiáng)制性條文 “計(jì)算結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的強(qiáng)度、穩(wěn)定性以及連接的強(qiáng)度時(shí)，應(yīng)采用荷載設(shè)計(jì)值(荷載標(biāo)準(zhǔn)值乘以荷載分項(xiàng)系數(shù))；計(jì)算疲勞時(shí)，應(yīng)采用荷載標(biāo)準(zhǔn)值?！?由于現(xiàn)階段對疲勞計(jì)算的可靠度理論問題尚未解決，所以鋼結(jié)構(gòu)的疲勞強(qiáng)度計(jì)算只能沿用傳統(tǒng)的按彈性狀態(tài)計(jì)算的“容許應(yīng)力幅”的設(shè)計(jì)方法，容許應(yīng)力幅是根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果得到，故應(yīng)采用荷載標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行計(jì)算。另外，疲勞計(jì)算中采用的計(jì)算數(shù)據(jù)大部分是根據(jù)實(shí)測應(yīng)力或疲勞試驗(yàn)所得，已包含了荷載的動力影響，亦不再乘動力系數(shù)。第18頁，共87頁。3.1.6

9、條 88規(guī)范在計(jì)算吊車梁撓度時(shí)對吊車荷載取由兩臺吊車產(chǎn)生的最不利組合，新規(guī)范改為由一臺吊車加自重進(jìn)行計(jì)算（相應(yīng)撓度容許值有所調(diào)整）。 理由是： 符合“正常使用極限狀態(tài)”的要求； 與多數(shù)國外規(guī)范相一致。第19頁，共87頁。3.2 荷載和荷載效應(yīng)計(jì)算 此節(jié)為新增加的內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)了對設(shè)計(jì)原則的指導(dǎo)。突出設(shè)計(jì)原則是目前各國規(guī)范的共同特點(diǎn)，早期的規(guī)范條文以試驗(yàn)或?qū)嵺`經(jīng)驗(yàn)為主，故條文簡單具體。隨著結(jié)構(gòu)形式越來越復(fù)雜，規(guī)范的任務(wù)不再僅限于提供計(jì)算公式和具體數(shù)據(jù)，而是應(yīng)給予設(shè)計(jì)原則的指導(dǎo)。因此，規(guī)范補(bǔ)充了有關(guān)設(shè)計(jì)原則的有關(guān)條文。 第20頁，共87頁。3.2.1條 強(qiáng)制性條文 “設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)時(shí)，荷載的標(biāo)準(zhǔn)值、荷載分

10、項(xiàng)系數(shù)、荷載組合值系數(shù)、動力荷載的動力系數(shù)等，應(yīng)按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB50009的規(guī)定采用。 結(jié)構(gòu)的重要性系數(shù)應(yīng)按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)GB50068的規(guī)定采用，其中對設(shè)計(jì)使用年限為25年的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，可取=0.95?！钡?1頁，共87頁。 （1）有關(guān)結(jié)構(gòu)的重要性系數(shù)0，建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)7.0.3條注“對設(shè)計(jì)工作壽命為25年的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，各結(jié)構(gòu)規(guī)范可根據(jù)各自情況確定0值”。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范根據(jù)工作壽命50年時(shí)取01.0，工作壽命5年時(shí)取00.9，故規(guī)定工作壽命25年時(shí)取00.95。第22頁，共87頁。 （2）新修訂的建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范將不上人的屋面均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值

11、統(tǒng)一規(guī)定為0.5kN/m2（原規(guī)范分0.3、0.5、0.7kN/m2三級）。 對不上人的屋面均布活荷載，較早的荷載規(guī)范取0.3kN/m2，后發(fā)現(xiàn)對重屋面偏低，74規(guī)范改為0.5kN/m2。采用概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法后發(fā)現(xiàn)對以恒載為主的結(jié)構(gòu)（混凝土結(jié)構(gòu)）可靠度下降，故又提高到0.7kN/m2。第23頁，共87頁。 新修訂的荷載規(guī)范增加了以恒載為主的不利組合式，屋面活荷載中主要考慮的僅是施工荷載即偶然因素的不利影響，故又恢復(fù)到0.5kN/m2。但注明“對不同結(jié)構(gòu)可按有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范作0.2kN/m2的增減”。新修訂的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定“對支承輕屋面的構(gòu)件或結(jié)構(gòu)，當(dāng)僅有一個(gè)可變荷載且受荷面積超過60m2時(shí)，

12、取0.3kN/m2 ” 。這與原規(guī)定有所不同，應(yīng)注意檁條的計(jì)算。 對重屋面由于增加了以永久荷載為主的組合，不再提高屋面活荷載。第24頁，共87頁。3.2.2條 原規(guī)范參考蘇聯(lián)規(guī)范，對重級工作制吊車梁，將荷載規(guī)范規(guī)定的橫向水平荷載乘以增大系數(shù)以考慮吊車的卡軌力（荷載規(guī)范只規(guī)定了小車的制動力），現(xiàn)改為按下式計(jì)算：HK= Pkmax式中，Pkmax為吊車輪壓標(biāo)準(zhǔn)值；系數(shù)0.1（一般軟鉤吊車），0.15(抓斗、磁盤吊車)和0.2（硬鉤吊車）。卡軌力不與水平力同時(shí)考慮，同時(shí)，與吊車工作制及連接無關(guān)。 第25頁，共87頁。 根據(jù)起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB3811-83），按吊車?yán)玫燃墸囱h(huán)次數(shù)，分為U0-U

13、9等10級）和載荷狀態(tài)（載荷譜系數(shù)Kp有輕、中、重、特重等4級）綜合劃分吊車工作級別為A1A8級。本規(guī)范一般所指輕級工作制即A1A3級；中級為A4A5級；重級為A6A8級（其中A8為特重級）。但對吊車工作制的界定不能死搬硬套吊車工作制與吊車工作級別的一般對應(yīng)關(guān)系，而應(yīng)根據(jù)吊車的具體操作情況確定。第26頁，共87頁。3.2.8條 新增，此條為有關(guān)內(nèi)力分析的設(shè)計(jì)原則，“對 0.1的框架結(jié)構(gòu)（一般指無支撐純框架結(jié)構(gòu)），宜采用二階彈性分析”。此處N為所計(jì)算樓層各柱軸壓力之和；H為所計(jì)算樓層及以上各層水平力之和；h為所計(jì)算樓層的高度；u為所計(jì)算樓層按一階分析的層間側(cè)移，當(dāng)確定是否滿足以上條件時(shí)可用位移容

14、許值u代替。 判斷式 為層間側(cè)移容許值。第27頁，共87頁。 （1）采用二階分析時(shí)，應(yīng)在每層柱頂附加考慮假想水平力（概念荷載）Hni： 式中，Qi為第i樓層的總重力荷載設(shè)計(jì)值；ns為框架總層數(shù)；y為鋼材強(qiáng)度影響系數(shù)； Q235鋼, y =1.0；Q345鋼, y =1.1；Q390鋼, y=1.2；Q420鋼, y =1.25。等式右端的根號為折減系數(shù)，考慮當(dāng)柱子較多時(shí)初始側(cè)移有正有負(fù)，缺陷相互抵消。第28頁，共87頁。 （2）因?yàn)榭蚣苡袀?cè)移失穩(wěn)是二階效應(yīng)中的豎向荷載效應(yīng)造成的，采用二階分析時(shí)，此效應(yīng)已在內(nèi)力分析中計(jì)入，故框架柱的計(jì)算長度系數(shù)取=1.0。 （3）規(guī)范提出了采用二階彈性分析時(shí)桿端

15、彎矩的近似計(jì)算方法： M2M1b+2i M1s ；式中 M1b 、M1s 分別為框架無側(cè)移或有側(cè)移時(shí)按 一 階彈性分析求得的桿端彎矩； 2i 考慮二階效應(yīng)第i層桿件的側(cè)移 彎矩增大系數(shù)。第29頁，共87頁。框架結(jié)構(gòu)的一階彈性分析第30頁，共87頁。3.3 材料選用（原規(guī)范第二章材料）3.3.1條 增加了鋼材的牌號： Q235 (相當(dāng)于作廢的舊標(biāo)準(zhǔn)的3號鋼) Q345 (相當(dāng)于舊標(biāo)準(zhǔn)的16Mn、12MnV、14MnNb、 16MnRE、18Nb) Q390 (相當(dāng)于舊標(biāo)準(zhǔn)的15MnV、15MnTi、16MnNb) Q420 (舊標(biāo)準(zhǔn)的15MnVN、14MnVTiRE)此材料為新增，相當(dāng)于美國的A

16、572-60級和日本的SM520鋼。 其中，15MnVN曾用于九江長江大橋。第31頁，共87頁。3.3.3條 強(qiáng)制性條文 “ 承重結(jié)構(gòu)采用的鋼材應(yīng)具有抗拉強(qiáng)度、伸長率、屈服強(qiáng)度和硫、磷含量的合格保證，對焊接結(jié)構(gòu)尚應(yīng)具有碳含量的合格保證。 焊接承重結(jié)構(gòu)以及重要的非焊接承重結(jié)構(gòu)采用的鋼材還應(yīng)具有冷彎試驗(yàn)的合格保證。” 本條對用于承重結(jié)構(gòu)的鋼材應(yīng)具有的強(qiáng)度、塑性、韌性等力學(xué)性能和化學(xué)成分等合格保證項(xiàng)目作出了規(guī)定。第32頁，共87頁。3.3.5條 增加推薦Z向鋼。厚板容易出現(xiàn)層狀撕裂，這對沿厚度方向受拉的接頭來說是很不利的，因而需要采用厚度方向性能鋼材。 我國建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范和建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程中

17、均規(guī)定厚度大于40mm時(shí)應(yīng)采用厚度方向性能鋼材。3.3.6條 增加對耐腐蝕有特殊要求時(shí)推薦采用耐候鋼。第33頁，共87頁。3.4 設(shè)計(jì)指標(biāo) 3.4.1條 強(qiáng)制性條文 鋼材強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為fy/R。R為抗力分項(xiàng)系數(shù)，新規(guī)范對Q235鋼，R =1.087；對Q345、Q390和Q420鋼，R1.111。這樣對Q345鋼來說，比原規(guī)范的16Mn（R1.087）強(qiáng)度設(shè)計(jì)值有所降低。原因?yàn)椋?Q345鋼包括舊標(biāo)準(zhǔn)的5種鋼材，統(tǒng)計(jì)資料不足； 近年來發(fā)現(xiàn)16Mn鋼質(zhì)量不理想，稍厚（當(dāng)t 20mm）就容易分層。第34頁，共87頁。 鋼材厚度增加到100mm（原規(guī)范3號鋼50mm，16Mn和15MnV鋼36mm），

18、這是為了與軸壓d曲線相呼應(yīng)。其實(shí)，厚板的統(tǒng)計(jì)資料尚不夠充分。 普通螺栓的A、B級，根據(jù)GB5782-86，其材料不是3號鋼，而是8.8級，現(xiàn)改取ftb=400N/mm2, fvb=320N/mm2。 A、B 級螺栓都是以前的“精制螺栓”，質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求相同。A級螺栓用于d 24mm和L（螺栓公稱長度）10d或L150mm（按較小值）；d或L較大者為B 級螺栓。第35頁，共87頁。 8.8級普通螺栓與8.8級承壓型高強(qiáng)度螺栓的性能等級相同，其區(qū)別在于： （1）承壓型高強(qiáng)度螺栓要求施加預(yù)拉力； （2）承壓型高強(qiáng)度螺栓的孔徑要求低于普通螺栓，因此，其抗剪強(qiáng)度低于普通螺栓，但抗拉強(qiáng)度相同（見材料表中的強(qiáng)

19、度設(shè)計(jì)值）。 鉚釘連接在驗(yàn)收規(guī)范GB50205-2019中已無條文，在設(shè)計(jì)中規(guī)范中是否保留意見不一致，現(xiàn)予保留。第36頁，共87頁。3.4.2條 強(qiáng)制性條文 第3.4.1條所規(guī)定的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值是結(jié)構(gòu)處于正常工作情況下求得的，對一些工作情況處于不利的結(jié)構(gòu)構(gòu)件或連接，其強(qiáng)度設(shè)計(jì)值有所降低。所以本條規(guī)定，在某些特殊情況下鋼材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值應(yīng)乘以相應(yīng)的折減系數(shù): 在“強(qiáng)度設(shè)計(jì)值折減系數(shù)”中，增加“無墊板的單面施焊對接焊縫折減系數(shù)取0.85”。第37頁，共87頁。3.5 結(jié)構(gòu)或構(gòu)件變形的規(guī)定 3.5.1條 對結(jié)構(gòu)或構(gòu)件變形的規(guī)定，正文中僅為原則性規(guī)定，并強(qiáng)調(diào)當(dāng)有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)或有特殊要求時(shí)可作適當(dāng)調(diào)整。有關(guān)變形的

20、具體數(shù)值規(guī)定改放在附錄A，同時(shí)，增加了對框架柱頂位移的限制值。 受彎構(gòu)件的撓度容許值改為考慮兩種情況： VT恒載活荷載作用下的撓度容許值， 主要是觀感要求； VQ活荷載作用下的撓度容許值，主要是 使用要求。第38頁，共87頁。第4章 受彎構(gòu)件的計(jì)算第39頁，共87頁。4.1 強(qiáng)度 規(guī)范規(guī)定梁的強(qiáng)度設(shè)計(jì)應(yīng)考慮以下幾項(xiàng)： f fv c f 1f 4.1.1條 梁抗彎強(qiáng)度計(jì)算不考慮塑性發(fā)展的范圍由“直接承受動力荷載”縮小為“需要計(jì)算疲勞”的梁。 第40頁，共87頁。 4.1.3條 在梁局部承壓強(qiáng)度計(jì)算中，原規(guī)范假定集中荷載從作用點(diǎn)處以1:1擴(kuò)散，新規(guī)范將集中力在腹板邊緣的分布長度改為（與梁和柱剛性連

21、接節(jié)點(diǎn)一致，以1:2.5和1:1擴(kuò)散）： 第41頁，共87頁。4.2 整體穩(wěn)定4.2.2條 在梁整體穩(wěn)定計(jì)算中，將 時(shí)采用的 改為簡化式 （與冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范協(xié)調(diào)，便于使用）。兩者計(jì)算結(jié)果最大相差3.2%。第42頁，共87頁。4.3 局部穩(wěn)定 組合梁腹板局部穩(wěn)定計(jì)算有較大變動，主要有： 對原來按無限彈性計(jì)算的腹板各項(xiàng)臨界應(yīng)力作了彈塑性修正。 原各種應(yīng)力共同作用下的臨界條件公式來源于完全彈性條件，新的公式參考了澳大利亞規(guī)范等資料，適合于彈塑性修正后的臨界應(yīng)力。 無局部壓應(yīng)力且承受靜力荷載的焊接工字形載面梁，可按新增的4.4節(jié)利用屈曲后強(qiáng)度設(shè)計(jì)。第43頁，共87頁。 根據(jù)彈性穩(wěn)定理論，矩形

22、彈性薄板在周邊應(yīng)力作用下的臨界條件可用下式表達(dá)： 式中 嵌固系數(shù)，其值取決于梁翼緣對腹板的 嵌固程度。當(dāng)梁翼緣扭轉(zhuǎn)受到約束時(shí)，翼緣對腹板的嵌固程度較強(qiáng)，可取=1.66；當(dāng)梁翼緣扭轉(zhuǎn)未受約束時(shí)，翼緣對腹板的嵌固程度較弱，可取=1.23。 k板的屈曲系數(shù)，與板邊的支承條件及板的受力情況（受壓、受彎或受剪）有關(guān)。第44頁，共87頁。 將鋼材的彈性模量E=206000N/mm2，泊松比n=0.3，代入公式，為使公式方便計(jì)算，引入國際上通行的采用通用高厚比的表示方法，取通用高厚比 ，即可得： 上式由彈性公式推出，為完全彈性的臨界應(yīng)力，88規(guī)范以此為基礎(chǔ)，推出了梁加勁肋間距的近似計(jì)算公式。第45頁，共87

23、頁。4.3.3、4.3.4、4.3.5條 主要修訂內(nèi)容：（1）單項(xiàng)臨界應(yīng)力cr、cr、c,cr原88規(guī)范只有一個(gè)值，由彈性公式推出，新規(guī)范參照澳大利亞規(guī)范將臨界應(yīng)力用三段式表示。其中c式為完全彈性的臨界應(yīng)力，與88規(guī)范的規(guī)定相當(dāng)；a式的臨界應(yīng)力等于強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fv，即塑性階段；b式則為彈性到屈服之間的過渡，即彈塑性階段的臨界應(yīng)力。第46頁，共87頁。 例如計(jì)算腹板抗剪臨界應(yīng)力cr為4.3.3-3a、b、c三個(gè)公式，公式采用了國際通行的表達(dá)方式，采用通用高厚比 作為參數(shù)，即當(dāng) (a)當(dāng) (b)當(dāng) 彈性范圍 ， 為鋼材抗剪屈服強(qiáng)度，等于 ，用設(shè)計(jì)值表達(dá)： (c)第47頁，共87頁。第48頁，共87頁

24、。根據(jù)彈性穩(wěn)定求得的臨界應(yīng)力 ，可求得 :當(dāng)a/ho1.0時(shí),當(dāng)a/ho1.0時(shí), 第49頁，共87頁。 彎曲正應(yīng)力作用下的臨界應(yīng)力cr和局部壓應(yīng)力作用下的臨界應(yīng)力c,cr與cr類似。只是在確定cr時(shí)，屈曲系數(shù)取=23.9，腹板邊緣的嵌固系數(shù)取為=1.66（受壓翼緣扭轉(zhuǎn)受到約束）或1.23（受壓翼緣扭轉(zhuǎn)未受到約束），代替了原規(guī)范的單一約束系數(shù)1.61。（2）各種應(yīng)力共同作用下的計(jì)算式，新舊規(guī)范有較大區(qū)別，例如僅設(shè)有橫向加勁肋時(shí)： 舊規(guī)范第50頁，共87頁。 新規(guī)范 舊規(guī)范計(jì)算式中，分母cr、c,cr、cr均可超過屈服強(qiáng)度，假定鋼材是無限彈性，加勁肋的間距由構(gòu)造要求控制，不適用于彈塑性修正后的臨

25、界應(yīng)力。新規(guī)范的相關(guān)公式較能適應(yīng)經(jīng)彈塑性修正后的臨界應(yīng)力。 當(dāng)有縱向加勁肋時(shí)或甚至還有短加勁肋時(shí)的計(jì)算方法，均參考了國外標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。第51頁，共87頁。4.4 組合梁腹板考慮屈曲后強(qiáng)度的設(shè)計(jì) 本節(jié)為新增加的條文 4.4.1條 組合梁腹板考慮屈曲后強(qiáng)度的承載力（1）條款不適用于吊車梁，因有關(guān)資料不充分，多次反復(fù)屈曲可能導(dǎo)致腹板邊緣出現(xiàn)疲勞裂紋。（2）梁腹板受剪屈曲后的強(qiáng)度計(jì)算利用了張力場概念，使極限剪力大于屈曲剪力。精確確定張力場剪力值需要算出張力場寬度，比較復(fù)雜，為簡化計(jì)算，條文采用了相當(dāng)于下限的近似公式。第52頁，共87頁。 （3）利用腹板屈曲后強(qiáng)度，即使h0/tw很大，一般也不再考慮設(shè)置縱

26、向加勁肋。而且只要腹板的抗剪承載力不低于梁的實(shí)際最大剪力，可只設(shè)支承加勁肋，而不設(shè)置中間橫向加勁肋。 （4）利用腹板屈曲后強(qiáng)度后，梁的抗彎承載力有所降低，但降低不多，對Q235鋼的梁來說，當(dāng)h0/tw=200（受壓翼緣扭轉(zhuǎn)受到約束）或h0/tw=175（受壓翼緣扭轉(zhuǎn)未受到約束），抗彎承載力只下降5%以內(nèi)。第53頁，共87頁。（5）規(guī)范提出的計(jì)算公式與歐洲規(guī)范EC3相同，即基本計(jì)算式： (a)當(dāng)M/Mf 1.0時(shí), VVu (b)當(dāng)V/Vu0.5時(shí), MMeu (c)式中 M、V所計(jì)算區(qū)格內(nèi)同一截面處梁的彎矩 和剪力設(shè)計(jì)值。由于是強(qiáng)度計(jì)算，不 能像計(jì)算腹板穩(wěn)定那樣，取為區(qū)格內(nèi) 的平均值；第54頁

27、，共87頁。Mf 梁兩翼緣所承擔(dān)的彎矩設(shè)計(jì)值，對雙軸對稱 截面梁Mf=Afh1f（Af為一個(gè)翼緣截面積；h1為 兩翼緣軸線間距離），規(guī)范的Mf計(jì)算式是考 慮兩翼緣截面不等的情況；Vu、Meu梁腹板屈曲后的抗剪和抗彎承載力設(shè)計(jì)值。 腹板屈曲后的抗剪承載力Vu，應(yīng)為屈曲剪力與張力場剪力之和，用下列公式計(jì)算：當(dāng)s0.8時(shí) Vu=hotwfv (a)第55頁，共87頁。當(dāng)0.81.2時(shí)： Vu=hotwfv/s1.2 (c)式中 s用于抗剪計(jì)算的腹板通用高厚比。當(dāng)a/ho1.0時(shí)，=4+5.34(ho/a)2；當(dāng)a/ho1.0時(shí)，5.34+4(ho/a)2。如果只設(shè)置支承加勁肋而使a/ho甚大時(shí)，則可

28、取5.34。第56頁，共87頁。 腹板屈曲后的抗彎承載力Meu腹板屈曲后考慮張力場的作用，抗剪承載力有所提高。但彎矩作用下腹板受壓區(qū)屈曲后，梁的抗彎承載力有所下降，我國規(guī)范采用有效截面的概念來計(jì)算梁的抗彎承載力。 第57頁，共87頁。梁截面慣性矩為（忽略孔洞繞自身軸的慣性矩）：梁截面模量折減系數(shù)為： 上式按雙軸對稱截面塑性發(fā)展系數(shù)x=1.0得出，是偏安全的近似公式，可用于x=1.05和單軸對稱截面。 因而，梁的抗彎承載力設(shè)計(jì)值為：第58頁，共87頁。 有效高度系數(shù)，與計(jì)算局部穩(wěn)定中臨界應(yīng)力一樣以通用高厚比 作為參數(shù)，也分為三個(gè)階段，分界點(diǎn)也與計(jì)算 相同，即當(dāng) 時(shí)， (a)當(dāng) (b)當(dāng) (c)第

29、59頁，共87頁。通用高厚比b仍按局部穩(wěn)定計(jì)算中公式計(jì)算，即 （受壓翼緣扭轉(zhuǎn)受到約束）或 （梁受壓翼緣未受到約束） 任何情況，以上公式中的截面數(shù)據(jù)Wx、Ix以及hc均按截面全部有效計(jì)算。第60頁，共87頁。4.4.2條 考慮腹板屈曲后強(qiáng)度的加勁肋設(shè)計(jì) 梁腹板利用屈曲后強(qiáng)度，當(dāng)有跨間集中荷載作用時(shí)，其中間加勁肋除承受集中荷載外，還承受張力場產(chǎn)生的壓力。其加勁肋設(shè)計(jì)應(yīng)注意： （1）只設(shè)橫向加勁肋（支承加勁肋和剪力較大區(qū)的中間橫向加勁肋），但不允許在腹板單側(cè)設(shè)置。第61頁，共87頁。 張力場對橫向加勁肋的作用有豎向和水平兩個(gè)分力，對中間橫向加勁肋所受軸心壓力規(guī)定為：s=Vu-hotwcr+F 式中，

30、Vu為腹板屈曲后的抗剪承載力；cr為臨界剪應(yīng)力；F為承受的集中荷載。上式比理論值偏大，以考慮張力場張力的水平分力的不利影響。 （2）梁的支座加勁肋除承受支座反力外，還承受張力場斜拉力中的水平分力Ht，梁端構(gòu)造有兩個(gè)方案可供選擇：第62頁，共87頁。方案一：增加抗彎能力，在梁外端加設(shè)封頭板。采用下列方法之一進(jìn)行計(jì)算： 將封頭板與支座加勁肋之間視為豎向壓彎構(gòu)件，簡支于梁上下翼緣，計(jì)算其強(qiáng)度和穩(wěn)定； 支座加勁肋按承受支座反力R的軸心壓桿計(jì)算，封頭板截面積則不小于Ac=3h0Ht/(16ef )。第63頁，共87頁。方案二：縮小支座加勁肋和第一道中間加勁肋的距離a1，使a1范圍內(nèi)的 ，此種情況的支座加

31、勁肋就不會受到Ht的作用。這種對端節(jié)間不利用腹板屈曲后強(qiáng)度的辦法，為世界少數(shù)國家（如美國）所采用。規(guī)范條文中只有方案一。第64頁，共87頁。第章 軸心受力構(gòu)件和拉彎、壓彎構(gòu)件的計(jì)算第65頁，共87頁。5.1 軸心受力構(gòu)件 5.1.2條 軸心壓桿的整體穩(wěn)定 實(shí)腹式軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定性應(yīng)按下式計(jì)算 f 式中 為整體穩(wěn)定系數(shù)，與截面形狀、力作用方向等有關(guān)，原規(guī)范分為3條曲線，即a、b、c，將t 40mm的軸壓構(gòu)件穩(wěn)定歸入c曲線，沒有考慮厚度方向殘余應(yīng)力的影響。第66頁，共87頁。 第67頁，共87頁。 （1）新規(guī)范現(xiàn)對t 40mm的軸壓構(gòu)件作了專門規(guī)定。同時(shí)補(bǔ)充了d 類截面曲線的值（d曲線）。實(shí)際上

32、t40mm的軸壓構(gòu)件，視截面形式和屈曲方向，分別應(yīng)歸入b、c、d 三條曲線。 （2）軸心受壓構(gòu)件的失穩(wěn)有三種形式：彎曲失穩(wěn)、彎扭失穩(wěn)和扭轉(zhuǎn)失穩(wěn)。第68頁，共87頁。 單軸對稱截面繞對稱軸的失穩(wěn)是彎扭失穩(wěn)。原規(guī)范視為彎曲失穩(wěn)歸入b曲線或降低為c曲線。新規(guī)范對截面類別的劃分只考慮截面形式和殘余應(yīng)力的影響，按彈性方法將彎扭屈曲用換算長細(xì)比換算為彎曲屈曲。根據(jù)彈性穩(wěn)定理論，換算長細(xì)比為：式中 z扭轉(zhuǎn)屈曲換算長細(xì)比； 第69頁，共87頁。 對剪心的極回轉(zhuǎn)半徑； eo剪心至形心距離。 為簡化計(jì)算，對鋼桁架結(jié)構(gòu)中常用的單角鋼和雙角鋼形截面，規(guī)范建議了yz的近似計(jì)算式。 第70頁，共87頁。 1）等邊單角鋼截

33、面當(dāng)b/t0.54loy/b時(shí) ，彎曲屈曲控制 yz=y(1 當(dāng)b/t0.54loy/b時(shí)，彎扭屈曲控制 yz=4.78 第71頁，共87頁。 2）等邊雙角鋼截面 當(dāng)b/t0.58loy/b時(shí)，彎曲屈曲控制 yz=y ( 1+ 當(dāng)b/t0.58loy/b時(shí)，彎扭屈曲控制 yz= 3.9 (1+ 第72頁，共87頁。5.1.7條 有關(guān)支撐力的計(jì)算第73頁，共87頁。 減小受壓構(gòu)件自由長度的支撐力原取用壓桿的偶然剪力，現(xiàn)改為：（1）單根柱柱高中點(diǎn)有一道支撐 Fb1=N/60支撐不在柱中央（距柱端 l） 有m道支撐 第74頁，共87頁。（2）支撐多根柱時(shí)支撐力 各柱壓力相同時(shí) 式中，n為被撐柱根數(shù)。

34、一般不宜多于8根。 注意：以上公式來源于軸心受力桿件的理論推導(dǎo)，當(dāng)用于壓彎構(gòu)件時(shí)應(yīng)酌情考慮；同時(shí)以前對支撐一般按容許長細(xì)比控制截面，不計(jì)算承載力。現(xiàn)在對支承多根柱的支撐應(yīng)注意計(jì)算其承載力。第75頁，共87頁。5.2 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件本節(jié)作了一些局部修改：（1）將塑性發(fā)展系數(shù)取x=y=1.0的條件由“直接承受動力荷載”改為“需要計(jì)算疲勞”的拉彎、壓彎構(gòu)件。（2）原規(guī)范中，N為設(shè)計(jì)值，NEx為彈性極限值，NEx應(yīng)除以抗力分項(xiàng)系數(shù)R，故將N/NEx改為N/NEx，注明NEx為參數(shù)，其值為NEx/RNEx/1.1。（3）等效彎矩系數(shù)，無橫向荷載時(shí)mx(或tx) =0.65+ 0.35M2/M1，取消“不得小于0.4”的規(guī)定。第76頁，共87頁。（4）彎矩作用平面外穩(wěn)定計(jì)算式改為 為調(diào)整系數(shù)，箱形截面 =0.7，其它截面 =1.0，以避免取箱形截面 的概念不清現(xiàn)象。 規(guī)范規(guī)定上式中的 “按5.1.2條確定”，即表示彎矩作用于對稱軸平面的單軸對稱截面， 應(yīng)按考慮扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的換算長細(xì)比 確定。第77頁，共87頁。5.3 構(gòu)件的計(jì)算長度和容許長細(xì)比5.3.2條 有關(guān)交叉腹桿在桁架平面外的計(jì)算長度，參考德國規(guī)范對壓桿分為4種情況（所計(jì)算桿內(nèi)力為N，另一桿內(nèi)力為N0）： 當(dāng) 時(shí)（ 不一定等于 ）：若No為壓力，不中斷，lo=l （與原規(guī)