钢结构规范修订内容介绍.ppt

,钢结构设计规范 GB50017 修订内容介绍,沈 祖 炎 同 济 大 学,140-2,一. 章节目录,1 总则 2 术语和符号 2.1 术语 2.2 符号 3 基本设计规定 3.1 设计原则 3.2 荷载和荷载效应计算 3.3 材料选用 3.4 设计指标 3.5 结构或构件变形的规定 4 受弯构件的计算 4.1 强度 4.2 整体稳定 4.3 局部稳定 4.4 组合梁腹板考虑屈曲后强度的计算,5 轴心受力构件和拉弯、压弯构件的计算 5.1 轴心受力构件 5.2 拉弯构件和压弯构件 5.3 构件的计算长度和容许长细比 5.4 受压构件的局部稳定 6 疲劳计算 6.1 一般规定 6.2 疲劳计算 7 连接计算 7.1 焊缝连接 7.2 紧固件（螺栓、铆钉等）连接 7.3 组合工字梁翼缘连接 7.4 梁与柱的刚性连接 7.5 连接节点处板件的计算 7.6 支座,注：带下划线的节为新增， 红色的节为修改较多,140-3,一. 章节目录（续）,8 构造要求 8.1 一般规定 8.2 焊缝连接 8.3 螺栓连接和铆钉连接 8.4 结构构件 8.5 对吊车梁和吊车桁架(或类似结构)的要求 8.6 大跨度屋盖结构 8.7 提高寒冷地区结构抗脆断能力的要求 8.8 制作、运输和安装 8.9 防护和隔热 9 塑性设计 9.1 一般规定 9.2 构件的计算 9.3 容许长细比和构造要求 10 钢管结构 10.1 一般规定,10.2 构造要求 10.3 杆件和节点承载力 11 钢与混凝土组合梁 11.1 一般规定 11.2 组合梁设计 11.3 抗剪连接件的计算 11.4 挠度计算 11.5 构造要求 附录A 结构或构件的变形容许值 附录B 梁的整体稳定系数 附录C 轴心受压构件的稳定系数 附录D 柱的计算长度系数 附录E 疲劳计算的构件和连接分类 附录F 桁架节点板在斜腹杆压力作用下的稳定计算 本规范用词说明 附：修改条文说明,注：带下划线的节为新增,140-4,二. 增加的一些新概念,2.1 一阶分析与二阶分析 （1）一阶分析为不考虑结构变形对内力产生的影响，根据未变形的结构平衡条件分析结构内力及位移。（见右上） （2）二阶分析为考虑结构变形对内力产生的影响，根据变形的结构平衡条件分析结构内力及位移，也称考虑P效应的分析。 （见右下）,140-5,二. 增加的一些新概念（续）,2.2 屈曲与屈曲后强度 （1）屈曲 整个结构或构件在外荷载作用下由原有平衡状态时的变形突然变为另一平衡状态的另一性质的变形，出现这种状态称为整个结构或构件出现屈曲。 （见右上） （2）屈曲强度与屈曲后强度 结构或构件出现屈曲后其承载能力根据结构或构件的具体情况有两种可能。一种为出现屈曲时结构或构件已达到最大承载力，屈曲出现即标志结构或构件破坏。另一种为出现屈曲时，结构或构件并未达到最大承载力，仍有后继承载能力，即屈曲后强度。（见右下）,140-6,二. 增加的一些新概念（续）,（1）无支撑框架 在框架平面内无支撑，当框架整体失稳在框架平面内发生位移时,其侧移不受约束。 （见右上） （2）强支撑框架 在框架平面内有刚度很强的支撑，当框架整体失稳时，在框架平面内的侧移将受到刚度很强的支撑的约束，不能发生或侧移很小可以略去侧移对结构受力的影响。 （见右中） （3）弱支撑框架 在框架平面内虽有支撑但其刚度较弱，当框架整体失稳时，在框架平面内的侧移虽会受到约束，但仍能发生一定的侧移，并对结构的受力有影响。 （见右下）,2.3 无支撑框架、强支撑框架、弱支撑框架,140-7,二. 增加的一些新概念（续）,2.4 刚性连接、铰接、半刚性连接 （1）梁与柱刚性连接 受力过程中梁柱间交角不变，同时连接应具有充分的强度。 （2）梁与柱铰接 连接应有充分的转动能力，且能有效地传递横向剪力与 轴心力。 （3）梁与柱的半刚性连接 只具有有限的转动刚度，承受弯矩时会产生交角变化； 内力分析时，必须预先确定连接的弯矩转角特性曲线。,视同刚接,M,140-8,2.5 弯曲失稳、扭转失稳、弯扭失稳 （1）弯曲失稳 构件整体失稳时只发生弯曲变形，双轴对称截面轴心受压构件的失稳 属于这种情况。 （2）扭转失稳 构件整体失稳时只发生扭转变形，十字形截面轴心受压构件的失稳 属于这种情况。 （3）弯扭失稳 构件整体失稳时既发生弯曲变形又发生扭转变形，单轴对称截面 轴心受压构件绕对称轴失稳以及无对称轴截面轴心受压构件的失稳 属于这种情况。,二. 增加的一些新概念（续）,140-9,二. 增加的一些新概念（续）,弯曲失稳 扭转失稳 弯扭失稳 构件失稳时截面位移投影图,140-10,三. 关于基本设计规定,3.1 设计原则 3.1.1 设计方法 设计方法与旧规范相同，但可靠度指标 有变化 旧规范的设计目标安全度量是按可靠性指标校准值的平均值上下浮动0.25进行总体控制。 现规范的设计目标安全度是按可靠性指标不得低于校准值的平均值进行总体控制。,140-11,三. 关于基本设计规定（续）,3.1.2 安全等级 按建筑结构可靠度设计统一标准GB50068 的规定见下表 对一般工业与民用建筑钢结构，按我国已建成的房屋用概率设计方法分析的结果，安全等级应为二级。 对跨度等于或大于60m的大跨度结构如大会堂、体育馆、飞机库等的安全等级宜取一级。,140-12,3.1.3 吊车梁等的疲劳和挠度计算 按作用在跨间内荷载效应最大的一台吊车的荷载标准值不乘动力系数确定。,三. 关于基本设计规定（续）,140-13,三. 关于基本设计规定（续）,3.2 荷载和荷载效应计算 3.2.1 设计工作寿命 规范规定的设计工作寿命为50年。 对设计使用年限为25年的结构构件，o不应小于0.95。 o为结构重要性系数。,140-14,三. 关于基本设计规定（续）,3.2.2 吊车摆动水平力 计算重级工作制吊车梁（桁架）及其制动结构的强度、稳定性及连接的强度时， 应考虑由吊车摆动引起的横向水平力。 起重机设计规范GB/T 3811规定的吊车工作级别为A1A8级。 建筑结构荷载规范中的吊车荷载状态一般为轻级工作制相当于A1A3级， 中级工作制相当于A4、A5，重级工作制相当于A6A8,其中A8为特重级。 但设计人员必要时可根据吊车的具体操作情况作适当调整。如检修吊车可按 轻级工作制设计等等。,140-15,式中 吊车最大轮压标准值； 系数 一般软钩吊车 抓斗或磁盘吊车 硬钩吊车 摆动横向水平力可以双向作用，且不与荷载规范规定的制动水平力同时作用。,三. 关于基本设计规定（续）,在每个轮压处的水平力标准值为,140-16,3.2.3 悬挂吊车的计算 同一跨间每条运行线上的台数： 梁式吊车 不宜多于2台 电动葫芦 不宜多于1台,三. 关于基本设计规定（续）,140-17,1. 框架结构可采用一阶弹性分析 2. 框架结构当 时，宜采用二阶弹性分析 为层间侧移容许值 为所计算楼层各柱轴压力设计值之和 为所计算楼层以上各层的水平力之和 h 为所计算楼层的高度,三. 关于基本设计规定（续）,3.2.4 框架分析的规定,140-18,三. 关于基本设计规定（续）,3. 二阶弹性分析的近似计算方法如下 （1）每层柱顶附加一假想水平力Hni Qi 为第i楼层的总重力荷载设计值 ns 为框架总层数 y 为钢材强度影响系数，对 Q235，y=1.0 Q345， y=1.1 Q390， y=1.2 Q420， y=1.25,140-19,三. 关于基本设计规定（续）,（2）各杆件杆端的弯矩为,M1b 为框架无侧移时按一阶弹性分析的杆端弯矩 M1s 为框架有侧移时按一阶弹性分析的杆端弯矩 2i 为考虑二阶效应第i层杆端侧移弯矩增大系 u 为按一阶弹性分析求得的第i层的层间侧移,140-20,三. 关于基本设计规定（续）,140-21,三. 关于基本设计规定（续）,（3）当2i1.33时，宜增大框架结构的刚度 4. 山形门式刚架的分析不能采用上述规定,140-22,三. 关于基本设计规定（续）,3.3 材料选用 3.3.1 承重结构宜采用的钢材 宜采用Q235、Q345、Q390和Q420钢。 1. 钢材牌号的表示方法 Q -. 脱氧方法：F沸腾钢 b半镇静钢 质量等级： Q235分A、B、C、D Q345分A、B、C、D、E 屈服点数值,140-23,三. 关于基本设计规定（续）,2. 钢材性能 （1）Q 235 化学成分与质量等级有关 A级 含碳 0.140.22 B级 0.120.20 C级 0.18 D级 0.17 A级的C、Si、Mn含量不作为交货条件。 力学性能 屈服点、抗拉强度、冷弯与质量等级无关，但与钢材厚度有关。 伸长率、冲击韧性与质量等级有关。 A 不提供 B 20C时 27J C 0C时 27J D -20C时 27J A级钢 冷弯试验为附加交货条件 B级沸腾钢 轧制钢材厚度一般不大于25mm。,140-24,三. 关于基本设计规定（续）,化学成分与质量等级有关,力学性能:,（2）Q 345、Q 390、Q 420,屈服点、抗拉强度、冷弯与质量等级无关，但与钢材厚度有关。 伸长率、冲击韧性与质量等级有关。 Q 345 A、B级 伸长率（5 %）21 C、D、E级 22 Q 390 A、B级 19 C、D、E级 20 Q 420 A、B级 18 C、D、E级 19 冲击韧性 Q 345 A 不提供 B 20C时 34J Q 390 C 0C时 34J D -20C时 34J Q 420 E -40C时 27J A级钢 冷弯试验为附加交货条件,140-25,三. 关于基本设计规定（续）,3.3.2 材料选用 （1）应根据结构的重要性、荷载特征、结构形式、应力状态、连接方法、钢材厚度、工作环境等因素综合考虑。 （2）选用要求 承重结构钢材应具有抗拉强度、伸长率、屈服强度和硫、磷含量的合格保证， 对焊接结构尚应具有含碳量的合格保证（即不得使用Q235A）; 主要焊接结构不能使用Q235A级钢，因为Q235A级钢的碳含量不作为交货 条件，即不作为保证，即使生产厂提供碳含量，也只能视为参考，不能排除 离散性大，质量不稳定等，因此如发生事故，生产厂在法律上不负任何责任; 焊接承重结构以及重要的非焊接承重结构，还应具有冷弯试验的合格保证； 需要验算疲劳的结构，钢材应具有冲击韧性的合格保证。,140-26,三. 关于基本设计规定（续）,（2）选用要求 (续),140-27,（2）选用要求 (续) 吊车起重量50t的中级工作制吊车梁，对冲击韧性的要求与需验算疲劳构件相同； 重要的受拉或受弯的焊接结构，厚度较大的钢材应有常温冲击韧性合格保证； 当焊接承重结构采用Z向钢时应符号厚度方向性能钢板GB/T5313的规定； 有人认为将硫、磷含量控制在不大于0.01就可以防止层状撕裂问题，也有人 提出在上述要 求下，再辅以对厚钢板作全面超声波探伤，排除内部缺陷，就可 以代替Z向钢的要求，这是不正确的。,三. 关于基本设计规定（续）,140-28,三. 关于基本设计规定（续）,（2）选用要求 (续) 以下情况不应采用Q235沸腾钢 焊接结构：1）需要验算疲劳 2）工作温度 -20oC的直接受动力荷载 3）工作温度 -20oC的受弯及受拉 4）工作温度-30oC 非焊接结构：工作温度 -20oC的需要验算疲劳,140-29,3.4 设计指标 查规范有关表格 3.5 结构或构件变形的规定 1. 变形的限值 查规范附录A 当有实践经验或有特殊要求时，可进行适当调整。 2. 起拱规定 当有实践经验或有特殊要求时，可根据不影响正常使用和观感的原则对变形容许值进行适当调整。 可对横向受力构件进行起拱 起拱大小：一般为恒载标准值加 活载标准值产生的挠度 起拱后挠度计算应为恒载和活载标准值产生的挠度减去起拱值。,三. 关于基本设计规定（续）,140-30,四. 受弯构件的计算,4.1 强度 与原规范相同 4.2 整体稳定 与原规范相同 4.3 局部稳定 4.3.1 局部稳定分析规定 1. 承受静力荷载和间接承受动力荷载的组合梁宜考虑腹板屈曲后强度 2. 直接承受动力荷载的吊车梁及类似构件及不考虑屈曲后强度的组合梁 应按规定配置加劲肋并计算腹板的局部稳定性。,140-31,4.3.2 梁腹板的局部稳定计算 1. 配置横向加劲肋的腹板,四. 受弯构件的计算（续）,140-32,四. 受弯构件的计算（续）,其中,（1）cr 计算,受压翼缘扭转受约束,受压翼缘扭转未受约束,140-33,（2）cr 计算,四. 受弯构件的计算（续）,其中,140-34,（3）cr,c计算,四. 受弯构件的计算（续）,其中,140-35,2. 配置横向加劲肋和纵向加劲肋的腹板,四. 受弯构件的计算（续）,区格I 区格II 公式中的cr1等的计算公式从略， 可查阅新规范。,140-36,四. 受弯构件的计算（续）,3. 新、旧规范的差别 （1）相关公式不一样 （2）临界应力计算公式不一样 （3）取消确定加劲肋间距的计算公式 （4）对轻、中级工作制吊车梁，吊车轮压设计值可乘以折减系数 0.9,140-37,4.4 组合梁腹板考虑屈曲后强度的计算 1. 适用范围 （1）工字形截面组合梁 （2） （3）承受静力荷载,四. 受弯构件的计算（续）,140-38,四. 受弯构件的计算（续）,2. 屈曲后强度的基本原理 （1）具有大宽厚比腹板梁的抗剪强度 （i）工形截面腹板抗剪屈曲后的张力场理论 张力场理论说明实腹钢梁的腹板失 稳后、腹板的受拉方向形成斜向张力场， 使钢梁转化成桁架方式的受力，能继续 承担荷载，直到梁的受压翼缘失稳破坏。 由上图可以看出，加劲肋会受到轴心压力。,140-39,（ii）考虑屈曲后强度的梁的抗剪强度 根据张力场理论，规范采用的公式为 当 时， 当 时， 当 时，,四. 受弯构件的计算（续）,140-40,（2）具有大宽厚比腹板梁的抗弯强度 （i）I 形截面腹板抗弯屈曲后的有效截面理论,四. 受弯构件的计算（续）,140-41,为腹板受压区有效高度系数，规范采用的公式为 当 时， 当 时， 当 时，,四. 受弯构件的计算（续）,140-42,（ii）考虑屈曲后强度的梁的抗弯强度 为截面塑性发展系数 为梁截面模量考虑腹板有效高度的折减系数 为梁截面全部有效时的惯性矩 为梁截面全部有效时算得的腹板受压区高度,四. 受弯构件的计算（续）,140-43,（3）具有大宽厚比腹板梁在弯矩和剪力同时作用下的强度 规范采用相关公式,四. 受弯构件的计算（续）,140-44,3. 计算公式,四. 受弯构件的计算（续）,M、V 为计算区格内梁的平均弯矩和平均剪力设计值， 当 时，取 当 时，取 Mf 为梁翼缘所能承担的弯矩设计值 Af1、h1 为较大翼缘的截面积及其形心到梁中和轴的距离 Af2、h2 为较小翼缘的截面积及其形心到梁中和轴的距离 Meu、Vu 为梁抗弯和抗剪承载力设计值,140-45,（1） 计算,四. 受弯构件的计算（续）,当,时,时,时,140-46,四. 受弯构件的计算（续）,（2） 计算,当,时,时,时,140-47,四. 受弯构件的计算（续）,4. 当利用屈曲后强度时，加劲肋受力增加，应按规范另行计算 当仅配置支承加劲肋不能满足本条2的计算公式时，应在两侧成对配置中间横向加劲肋。（腹板仍需按本条2的公式验算抗弯和抗剪承载力） 中间横向加劲肋的截面尺寸除应满足构造规定外，尚需按轴心受力计算在腹板平面 外的稳定性，轴心压力Ns为 F为作用于中间支承加劲肋上端的集中压力。,支座加劲肋应按压弯构件计算强度和腹板平面外的稳定。 支座加劲肋的受力如图所示 a为加劲肋间距； 不设中间加劲肋时，a取支座到跨内剪力为零处的距离,140-48,五. 轴心受力构件和拉弯、压弯构件的计算,5.1 轴心受力构件 5.1.1 强度 与原规范相同 5.1.2 稳定 增加：（1）板厚 t 40mm 时的截面分类及 的d曲线 （2）增加和修改单轴对称截面弯扭失稳计算时的长细比计算方法,计算公式与原规范相同,140-49,1. 单轴对称截面轴心受力构件绕对称轴失稳的弯扭失稳问题 （i）弯扭失稳临界力 根据弹性稳定理论，弯扭失稳临界方程为 式中y轴为对称轴 为绕y轴的欧拉临界力,五. 轴心受力构件和拉弯、压弯构件的计算（续）,140-50,为扭转屈曲临界力 为截面剪心在对称轴上的坐标 为对于剪心的极回转半径 、 为绕x轴和y轴的回转半径 为截面抗扭惯性矩 为截面扇性惯性矩 Nyz 为绕y轴弯扭失稳临界力,五. 轴心受力构件和拉弯、压弯构件的计算（续）,140-51,令 为弯扭失稳的长细比 由上式可得,五. 轴心受力构件和拉弯、压弯构件的计算（续）,l为扭转屈曲的计算长度 这样即可由yz 查得,140-52,2.单轴对称截面轴心受力构件的弯扭稳定的换算长细比,五. 轴心受力构件和拉弯、压弯构件的计算（续）,eo 为截面形心至剪心的距离 io 为截面对剪心的极回转半径 l 为扭转屈曲的计算长度 It 为毛截面抗扭惯性矩 I 为毛截面扇性惯性矩，对于T形（包括双角钢）、十形、L形截面可取 I 0,140-53,3. 角钢截面的简化公式 为了简化常用截面计算，作如下假设 （i）T形、十字形和角形截面取I0，有 （ii）等边单角钢主轴的回转半径 ， 剪心坐标 ， （iii）双角钢组合T形截面,五. 轴心受力构件和拉弯、压弯构件的计算（续）,140-54,即可得到简化公式如下 （1）等边单角钢 时 时,五. 轴心受力构件和拉弯、压弯构件的计算（续）,（2）等边双角钢 时 时,（3）长肢相并的不等边双角钢 时 时 b2 为短肢长度,140-55,（4）短肢相并的不等边双角钢 b1 为长肢长度 （5）等边单角钢绕 u 轴失稳时,五. 轴心受力构件和拉弯、压弯构件的计算（续）,u,u,140-56,5.1.3 用作减少轴心受压构件自由长度的支撑设计 1. 支撑轴线应通过被撑构件截面的剪心 双轴对称截面，剪心与形心重合; 单轴对称T形（包括双角钢）、L形截面剪心在两板件的相交点,五. 轴心受力构件和拉弯、压弯构件的计算（续）,2. 支承所受的力 单根柱设置一道支撑时 支撑在柱高度中央 支撑位于柱高 处,单根柱设置m道支撑，等距或不等距但不超过平均间距的20时 n根柱被一道设置在柱高中央的支撑撑住时 为n根柱轴心压力设计值之和,3. 支撑同时承担结构上其他作用效应时，其轴力可不与上述支撑力叠加,140-57,5.2 拉弯构件和压弯构件 5.2.1 强度 与原规范相同 5.2.2 稳定 与原规范相同 5.3 构件计算长度和容许长细比 5.3.1 框架等截面柱的稳定计算 1. 无支撑框架 （1）当采用一阶弹性分析时，框架柱计算长度系数 按有侧移框架计算 （2）当采用二阶弹性分析时，框架柱计算长度系数 1,五. 轴心受力构件和拉弯、压弯构件的计算（续）,桁架弦杆、单系腹杆、再分式腹杆、单层厂房阶形柱的计算长度计算与原规范相同 桁架的交叉腹杆以及单层、多层框架等截面柱的计算长度的计算作了补充和修改,140-58,2. 有支撑框架 (1) 当支撑结构的侧移刚度（产生单位侧倾角的水平力）Sb 大于下式时，为强支撑框架 为层间所有框架柱用无侧移框架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。 框架柱的计算长度 按无侧移框架计算。 (2) 当支撑结构的侧移刚度Sb不满足上式要求时，为弱支撑框架。 弱支撑框架柱的稳定系数按下式计算 为框架柱按有侧移框架和无侧移框架的计算长度系数算得的轴压杆稳定系数。,五. 轴心受力构件和拉弯、压弯构件的计算（续）,140-59,5.3.2 桁架交叉腹杆的计算长度 1. 桁架平面内，取节点中心到交叉点间的距离 2. 桁架平面外，当两交叉杆长度相等时 1) 相交杆受压，两杆截面相同，在交叉点均不中断 2) 相交杆受压，另一杆在交叉节点板处中断 3) 相交杆受拉，两杆截面相同，在交叉点均不中断 4) 相交杆受拉，受拉杆在交叉点节点板处中断 5) 相交杆受拉，在交叉点处不中断，而计算压杆中断 若 ，或拉杆的 ,则 l 为桁架节点中心间距离，交叉点不作为节点考虑 N 为所计算的压杆的内力，取绝对值；N0 为相交杆的内力，取绝对值 当两杆均受压时，应取,五. 轴心受力构件和拉弯、压弯构件的计算（续）,(1) 压杆,140-60,(2) 拉杆 (3) 交叉杆单角钢杆件斜平面长细比时 l0 取节点中心到交叉点的距离,五. 轴心受力构件和拉弯、压弯构件的计算（续）,140-61,5.3.3 框架柱计算长度的修正 1. 附有摇摆柱（两端斜接柱）时 无支撑框架柱、弱支撑框架柱的计算长度应乘以增大系数 为各框架柱轴心压力设计 值与柱子高的比值之和 为各摇摆柱轴心压力设计 值与柱子高的比值之和 摇摆柱的计算长度为其几何长度 2. 梁柱连接为半刚性时，柱的计算长度应考虑半刚性的影响,五. 轴心受力构件和拉弯、压弯构件的计算（续）,140-62,5.3.4 构件容许长细比 增加了跨度 60m的桁架中构件的规定，其余与原规范相同 跨度 60m桁架中的 受压弦杆、端压杆 宜取 100 受压腹杆 承受静力 宜取 150 承受动力 宜取 120 受拉弦杆 承受静力 宜取 300 腹杆 承受动力 宜取 250,五. 轴心受力构件和拉弯、压弯构件的计算（续）,140-63,5.4 局部稳定 局部稳定的规定与原规范相同，仅增加了热轧部分T形钢的局部稳定规定和对焊接T形钢的规定作了修改，即 轴心受压构件和弯矩使腹板自由边受拉的压弯构件 热轧部分T形钢腹板高度与其厚度之比 焊接T形钢腹板高度与其厚度之比 弯矩使腹板自由边受压的压弯构件 当 时，腹板高度与其厚度之比 当 时，腹板高度与其厚度之比 为长细比 ， 压应力取正，拉应力取负,五. 轴心受力构件和拉弯、压弯构件的计算（续）,140-64,六. 疲劳计算,与原规范相同，仅构件和连接分类有少许修改,140-65,七. 连接计算,增加了下列规定 （1）焊缝质量等级选用 （2）梁与柱的刚性连接 （3）连接节点板件的计算,140-66,7.1 焊缝质量等级选用 1. 需进行疲劳计算的构件中 横向对接焊缝 受拉时 一级，受压时 二级 纵向对接焊缝 二级 2. 不需进行疲劳计算的构件中 对接焊缝 受拉时 不低于二级 受压时 二级 3. 重级工作制、Q 50t 的中级工作制吊车梁 4. 梁腹板与翼缘之间采用角焊缝时 对吊车梁 外观二级 对一般梁 外观三级,七. 连接计算（续）,140-67,7.2 梁与柱的刚性连接 1. 工形梁与H形柱的翼缘相连，柱腹板不设加劲肋时 （1）柱腹板tw应满足 Afc 为梁受压翼缘的截面积 fb、fc 为梁和柱钢材的抗拉、抗压强度设计值 be 为假定分布长度，be= a +5hy hc 为柱腹板宽度 fyc 为柱钢材屈服点 (2) 梁受拉翼缘处柱翼缘板厚度 tc 应满足 Aft 梁受拉翼缘的截面积,七. 连接计算（续）,140-68,2. 柱腹板设加劲肋时，腹板节点域应满足 Mb1、Mb2为节点两侧梁端弯矩设计值 VP为节点域腹板的体积 H形 箱形 hb为梁腹板高度 3. 柱腹板横向加劲肋应满足4点要求，详见规范,七. 连接计算（续）,140-69,7.3 节点板计算 1. 节点板强度计算,七. 连接计算（续）,140-70,2. 桁架节点板强度计算 扩散角,七. 连接计算（续）,140-71,3. 桁架节点板在斜腹杆压力作用下稳定性计算 (1) 有竖杆时 不必验算 验算稳定(附录F) (2) 无竖杆时 时， ，验算稳定(附录F) 稳定计算公式从略 4. 节点板的自由边长度 Lf 与厚度 t 之比不得大于 ，否则应沿自由边设加劲肋。,七. 连接计算（续）,140-72,七. 连接计算（续）,7.4 焊接计算 7.4.1 直角角焊缝强度计算 1. 直角角焊缝的性能 角焊缝的应力状态极为复杂，其计算公式的建立只能依靠试验。根据国内外大量试验结果，直角角焊缝的强度条件用下式表达 为垂直于焊缝有效截面的应力 为有效截面上垂直于焊缝长度方向的剪应力 为有效截面上平行于焊缝长度方向的剪应力 为角焊缝的强度设计值,140-73,七. 连接计算（续）,将以上各式代入上页公式 即可得强度计算公式。,140-74,2. 强度计算公式 为正面角焊缝强度的增大系数 直接承受动力荷载时 静力荷载等其他荷载时 角焊缝计算厚度 角焊缝计算长度,七. 连接计算（续）,140-75,3. 三向受力时 代入前式后，可得 由于研究不透，规范未列入，如有这种受力状态， 建议,七. 连接计算（续）,140-76,7.4.2 斜角角焊缝强度计算（ ） （1）计算公式与直角角焊缝相同，但取 （2）计算厚度 时取用如下 当 b、b1或 b2 1.5mm 时， 当 1.5mm b、b1或 b2 5mm 时，,七. 连接计算（续）,140-77,单边V形 K形坡口,七. 连接计算（续）,7.4.3 部分焊透的对接焊缝 （1）计算公式与直角角焊缝相同 （2）计算厚度 he 的取用如下,V形坡口,U形坡口,J形坡口,（3）对单边V形坡口、K形坡口及J形坡口 角焊缝强度设计值应乘以0.9,140-78,7.5 高强度螺栓计算 高强度螺栓连接分摩擦型连接和承压型连接 7.5.1 高强度螺栓摩擦型连接 1. 抗剪连接 为摩擦面抗滑移系数，按表取用 增加了 Q420钢的系数 修改了 Q345钢、Q390钢的部分系数，将0.55改为0.50 P为一个螺栓的预拉力，按表取用 修改了 8.8 级的预拉力，约增加10%,七. 连接计算（续）,140-79,2. 螺栓抗拉连接 3. 同时受剪受拉时 Nv、Nt 为某个高强度螺栓所承受的剪力和拉力,七. 连接计算（续）,140-80,7.5.2 高强度螺栓承压型连接 1. 工作性能 承压型连接在受剪时的工作性能如图所示。 在1点以前，由于预拉力的存在，产生较大摩擦 力，连接不发生滑移。剪力超过1点值后，连接 发生滑移，并由承压力抵抗剪力直到连接承压 破坏，即顶点 2，此时连接达到极限承载力。 摩擦型连接以点1为其计算准则。在荷载设计值作用下不发生滑移 承压型连接以点3为其计算准则。在荷载设计值作用下会发生滑移。,七. 连接计算（续）,140-81,2. 应用范围及要求 （1）不应用于直接承受动力荷载的结构 不宜用于承受反向内力的连接 （2）预拉力P应与摩擦型相同 （3）接触面不要求抗滑移处理，但应清除油污及浮锈,七. 连接计算（续）,140-82,3. 计算公式 （1）抗剪连接 与普通螺栓相同 （2）螺栓抗剪连接 与普通螺栓相同 （3）同时受剪受拉时 Nv、Nt 为某个高强度螺栓所受的剪力和拉力 、 、 为一个高强度螺栓的受剪、受拉和承压承载力设计值,七. 连接计算（续）,140-83,八. 构造要求,增加了（1）提高寒冷地区结构抗脆断能力的要求; （2）大跨度屋盖结构 其余部分仅有少量修订。,140-84,r,八. 构造要求（续）,8.1 提高寒冷地区结构抗脆断能力的要求 1. 应尽量减少应力集中。在工作温度低于-30oC的地区，焊接构件宜采用较薄的板件 2. 在工作温度 -20oC地区，焊接结构构造宜符合 （1）桁架节点板上，相邻焊缝焊趾间净距不小于2.5t （2）节点板对接焊缝处在两侧做成半径不小于60mm的平缓过渡,并予打磨 (左图) （3）构件拼接部位 (右图),140-85,八. 构造要求（续）,3. 在工作温度-20oC地区，焊接结构施工宜符合 （1）安装连接宜采用螺栓连接 （2）受拉构件钢材采用自动气割或为轧制边，否则对t 10mm 的钢材采用 手工气割或剪切边时，应全长刨边 （3）应采用钻成孔或先冲后扩钻孔 （4）对接焊缝质量等级不得低于二级,140-86,八. 构造要求（续）,8.2 大跨度屋盖结构的要求（跨度60m） 1. 应考虑构件变形、支承结构位移、边界约束条件和温度变化等对其内力的影响 2. 应进行吊装阶段的验算 3. 当构件内力较大或动力荷载较大时，节点宜采用高强度螺栓的摩擦型连接 4. 对有悬挂吊车的屋架，按恒活荷载的挠度容许值可取 l/500， 按活荷载可取 l/600， 对无悬挂吊车的屋架，按恒活荷载可取 l/250， 当有吊天棚时，按活载可取 l/500 。,140-87,八. 构造要求（续）,8.3 对以下几点增加了提醒条文 1. 钢结构的构造应减少应力集中，避免材料三向受拉 2. 焊接厚度大于20mm的角接接头焊缝，应采用收缩时不易引起层状撕裂的构造 3. 沿杆轴方向受拉的螺栓连接中的端板，应适当增加其刚度，以减少撬力时螺栓 抗拉承载力的不利影响 4. 对吊车梁横向加劲肋的构造和连接作了较详细的规定 5. 设计使用年限25年的建筑物，对使用期间不能重新油漆的构件部位应采用 特殊的防锈措施,140-88,8.4 其他修改内容 1. 焊接结构是否需要采用焊前预热或焊后热处理等特殊措施，应根据材质、 焊件厚度、焊接工艺、施焊时气温以及结构的性能要求等综合因素来确定， 并在设计文件中加以说明。 这次修改时删去了原规范对焊接厚度的建议。 2. 在次要构件或次要焊接连接中，可采用断续角焊缝。继续角焊缝焊段的 长度不得小于 10hf 或 50mm，其净距不应大于15t（对受压构件）或30t（对 受拉构件），t 为较薄焊件的厚度 这次修订时增加了焊段的最小长度，以便于操作,八. 构造要求（续）,140-89,3. 螺栓或铆钉的最大、最小容许距离的规定作了修改 （1）最小中心距 3d0 最小边距 顺内力方向 2d0 垂直内力方向 1.5d0 ，但轧制边、自动气割边、 锯割边采用一般螺栓时 1.2d0 确定垂直于作用力方向的最小中距和边距时考虑了 （i）钢材净截面的抗拉强度钢材的承压强度 （ii）毛截面屈服净截面破坏 （iii）避免在孔壁周围产生过度的应力集中 （iv）施工时便于操作,八. 构造要求（续）,140-90,确定顺力方向的最小中距和边距时考虑了 （i）母材承压强度母材抗剪切强度 （ii）钢板在端部不应被紧固件撕裂 （iii）施工时便于操作 （2）最大中心距 外排 8d0 或 12t 内排 垂直内力方向 16d0 或 24t 内排 顺内力且受压 12d0 或 18t 内排 顺内力且受拉 16d0 或 24t 最大边距 4d0 或 8t,八. 构造要求（续）,140-91,确定顺内力方向的最大中心距和边距时考虑了钢板的紧密贴合以及钢板的稳定 确定垂直内力方向的最大中心距和边距时考虑了钢板的紧密贴合 4. 当焊接桁架的杆件用节点板连接时 弦杆与腹板、腹板与腹杆间的间隙 20mm 相邻角焊缝焊趾间净距 5mm 当桁架杆件不用节点板连接时（不包括钢管结构） 相邻腹杆连接角焊缝焊趾间净距 5mm 这次修订增加了焊趾间净距的规定,八. 构造要求（续）,140-92,5. 增加了插入式柱脚的构造规定 插入式柱脚中，钢柱插入混凝土基础杯口的最小深度 din 实腹柱 din=1.5hc 或 1.5dc hc为柱脚截面长度尺寸 dc 为圆管柱外径 双肢柱 或 最小深度 din 还不宜小于500mm和吊装时钢柱长度的,八. 构造要求（续）,140-93,6. 增加了埋入式柱脚和外包式柱脚的构造规定 埋入式柱脚是将钢柱直接埋入混凝土构件（如地下室墙、基础梁等）中的柱脚 外包式柱脚是将钢柱置于混凝土构件上，又伸出钢筋，在钢柱四周外包混凝土。 埋入式柱脚的混凝土保护层厚度 外包式柱脚的外包混凝土厚度 钢柱的埋入部分和外包部分均宜在柱的翼缘上设置焊钉 焊钉直径 d 16mm 中心距 d0 200mm 埋入式柱脚在埋入部分的顶部应设置水平加劲肋或隔板,八. 构造要求（续）,140-94,7. 增加了焊接吊车梁T形接头要求焊透的焊缝形式,八. 构造要求（续）,140-95,8. 对吊车梁横向加劲肋的构造作了补充规定如下 吊车梁横向加劲肋的宽度不宜小于 90mm。 在支座处的横向加劲肋应在腹板两侧成对设置，并与梁上下翼缘刨平顶紧。 中间横向加劲肋的上端应与梁上翼缘刨平顶紧。 在重级工作制吊车梁中，中间加劲肋应在腹板两侧成对布置，中轻级工作制吊车梁可单侧设置或两侧错开设置。 在焊接吊车梁中，中间横向加劲肋不得与受拉翼缘相焊，其下端宜距受拉下翼缘50100mm，其与腹板的连接焊缝不宜在肋下端起落弧。端加劲肋可与梁上、下翼缘相焊。 9. 明确提出重级工作制吊车梁中，上下翼缘与制动梁的连接可采用高强度螺栓摩擦型连接或焊缝连接,八. 构造要求（续）,140-96,九. 塑性设计,本章与旧规范基本一样，仅对钢材的性能作了下列要求 按塑性设计时，钢材的力学性能应满足强屈比 ，伸长率 相应于抗拉强度 的应变 不小于20倍屈服点应变 同时取消旧规范对钢材和连接的强度设计值采用的折减系数 0.9,140-97,十. 钢管结构,本章修改后作了较大的扩充。除原有的圆钢管结构外，增加了方钢管结构 10.1 一般规定增加了下列内容 1. 方管或矩形管的 不应超过 2. 管材不应采用 、屈强比的钢材 3. 管壁厚不宜大于25mm 4. 桁架节点可视为铰接的条件是 桁架平面内杆件的节间长度与截面高度（或直接）之比 不小于 12（主管） 24（支管）,140-98,十. 钢管结构（续）,5. 支管与主管连接节点偏心不超过下式时，在计算节点和受拉主管承载力时 可忽略因偏心引起的弯矩的影响; 但受压主管必须考虑偏心弯矩 的影响。,140-99,十. 钢管结构（续）,10.2 构造要求增加了下列内容 1. 上图中两支管的间隙 a 应不小于两支管壁厚之和 2. 对支管搭接构造作了详细规定 (搭接在制作上有难度，要注意),140-100,十. 钢管结构（续）,10.3 杆件和节点承载力 10.3.1 圆管部分作了如下修改 1. 公式适用范围 为支管外径与主管外径之比 、 为支管的外径和壁厚 、 为主管的外径和壁厚 为主管轴线与主管轴线之夹角 为空间管节点支管的横向夹角,140-101,十. 钢管结构（续）,2. 对于X节点的计算公式 支管受压公式未改变 支管受拉公式改为 为受压支管在管节点处的承载力设计值 3. 对于T、Y形节点适当降低 5，系数由 12.12 减少为 11.51，即 支管受压 支管受拉 当 时 当 时,140-102,十. 钢管结构（续）,4. 对于K形节点 支管受压 其余未变 5. 增加KK形节点,140-103,6. 增加TT形节点,十. 钢管结构（续）,140-104,十. 钢管结构（续）,7. 修改的依据 旧规范节点承载力计算公式是根据当时的300余试验数据经分析和统计 得到的; 新规范的修改则是在近年来国内外的1546个试验数据的基础上考虑到 试件尺寸效应的影响，删去节点尺寸过小的试验数据后，以824个试验数据 为依据经分析研究和数理统计后得出的。,140-105,新规范与旧规范相比具有下列优点 （1）适用范围扩大，基本能满足新结构设计的需要 （2）规范公式与试验数据对比的统计量包括平均值、均方差、离散度、置信度以及最大和最小偏离值等都较旧规范有所改进,十. 钢管结构（续）,140-106,10.3.2 方管部分为修订时增加的内容 1. 节点处支管与主管相焊时焊缝张度的计算方法为 角焊缝的计算厚度取平均计算厚度 0.7 焊缝的计算长度为 有间隙的K形和N形节点,十. 钢管结构（续）,140-107,十. 钢管结构（续）,T、y、X形节点 以上公式基于试验结果，考虑了焊缝传力的不均匀。 2. 节点承载力计算公式的适用范围 、 ： T、y、X形节点 间隙K形、N形节点 及 搭接K形、N形节点,140-108,十. 钢管结构（续）,、 ： 杆件受拉 杆件受压 T、y、X形、间隙K形、N形节点 且 搭接K形、N形节点,140-109,十. 钢管结构（续）,各种节点 、 T、y、X、间隙K形、N形节点 搭接K形、N形节点 K、N形节点 且,140-110,式中 为 对于T、y、X形节点 对于K、N形节点,十. 钢管结构（续）,140-111,十. 钢管结构（续）,3. 计算公式 （1）T、y、X形节点 当 时 (a) 当主管受压时 当主管受拉时 为节点两侧主管轴心压应力的较大绝对值,140-112,十. 钢管结构（续）,当 时 (b) 当X形节点的 且 时， 还应按下式计算 (c) fk 取用为 当支管受拉时，,140-113,十. 钢管结构（续）,当支管受压时 T、y形节点 X形节点 为按长细比 确定的轴心受压稳定系数 为主管钢材的抗剪强度系数,140-114,十. 钢管结构（续）,当 时，根据 进行线性插值 同时还不应超过下列二式 (d) 当 时 (e),140-115,(2)有间隙的K形和N形节点 (f) (g) (h),十. 钢管结构（续）,140-116,当 时，尚应计算 (i),十. 钢管结构（续）,140-117,主管的承载力为 为节点间隙处弦杆所受的剪力，可按支管的竖向分力计算,十. 钢管结构（续）,140-118,(3) 搭接的K形和N形节点 搭接支管的承载力 当 时 (k),十. 钢管结构（续）,140-119,当 时 (l) 当 时 (m) 被搭接支管的承载力 (n),十. 钢管结构（续）,140-120,4. 计算公式的依据 （1）矩形管节点的破坏形式有7种 主管平壁因形成塑性铰线而失效 主管平壁因冲切而破坏或主管侧壁因剪切而破坏 主管侧壁因受拉屈服或受压局部失稳而失效 受拉支管被拉坏 受压支管因局部失稳而失效 主管平壁因局部失稳而失效 有间隙的K形、N形节点中，主管在间隙处被剪坏或丧失轴向承载力而破坏,十. 钢管结构（续）,140-121,（2）关于计算公式 公式（a）为防止主管平壁而形成塑性铰线而失效 公式（b）为防止主管侧壁因受拉屈服或受压局部失稳而失效 公式（c）为防止主管侧壁因受剪屈服而失效 公式（e）为防止主管平壁因冲切而破坏 公式（f）为防止主管平壁因形成塑性铰线而失效 公式（g）和公式（i）为防止主管截面因剪切而破坏 公式（j）为防止主管在间隙处因丧失轴向承载力而破坏 公式（d） 、 （k）、（l）、（m）则为防止主管平壁强度破坏而失效,十. 钢管结构（续）,140-122,（3）公式的依据 主要采用国际管结构研究和发展委员会（CIDECT）和欧洲规范（Eurocode 3） 的公式，这些公式大部分是建立在试验数据上的经验公式。 部分则是根据国内的试验和理论分析的结果作出修改。包括公式中的 和 ， ，并对公式（c）增加了限制条件，即 且,十. 钢管结构（续）,140-123,十一. 钢与混凝土组合梁,11.1 一般规定 1. 适用范围 不直接承受动力荷载 2. 型式 组合梁的翼板可用现浇混凝土板、混凝土叠合板或压型钢板混凝土组合板 3. 翼板的有效宽度,140-124,十一. 钢与混凝土组合梁（续）,4. 计算规定 挠度按弹性方法计算 强度可按考虑截面塑性发展也可采用弹性分析并考虑塑性发展的内力调幅， 调幅系数不宜超过 15 计算连续组合梁的挠度时，在距中间支座两侧各 0.15l（l为梁的跨度）范围 内不计受拉压混凝土，但应计入翼板有效宽度 be 范围内的纵向钢筋。其余区段 取折减刚度。 在计算强度、挠度和裂缝时，可不考虑板托截面。,140-125,5. 组合梁应进行施工阶段的强度、稳定和挠度 组合梁的挠度应为施工阶段的挠度与使用阶段挠度的叠加 6. 在强度和变形满足的条件下，可以采用部分抗剪连接组合梁，此时组合梁 交界面上的抗剪连接件的纵向水平抗剪能力可以不保证最大正弯矩截面上 抗剪承载力充分发挥。 压型钢板做混凝土底模的组合梁宜按部分抗剪连接组合梁设计 部分抗剪连接组合梁的强度不超过 20m。,十一. 钢与混凝土组合梁（续）,140-126,11.2 组合梁设计 1. 完全抗剪连接组合梁 （1）正弯矩作用区段 与旧规范相同 （2）负弯矩作用区段是修订增加内容,十一. 钢与混凝土组合梁（续）,140-127,为负弯矩设计值 为钢梁塑性中和轴以上和以下截面的面积矩 为纵向钢筋截面积 为钢筋抗拉强度设计值,十一. 钢与混凝土组合