钢结构关键技术标准规范.doc
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钢构造设计规范 第一章 总 则 第1.0.1条 为在钢构造设计中贯彻执行国家技术经济政策,做到技术先进、经济合理、安全合用、保证质量,特制定本规范。 第1.0.2条 本规范合用于工业与民用房屋和普通构筑物钢构造设计。 第1.0.3条 本规范设计原则是依照《建筑构造设计统 一原则》(CBJ68-84))制定。 第1.0.4条 设计钢构造时,应从工程实际状况出发,合理选用材料、构造方案和构造办法,满足构造在运送、安装和使用过程中强度、稳定性和刚度规定,宜优先采用定型和原则化构造和构件,减少制作、安装工作量,符合防火规定,注意构造抗腐蚀性能。 第1.0.5条 在钢构造设计图纸和钢材订货文献中,应注明所采用钢号(对普通碳素钢尚应涉及钢类、炉种、脱氧限度等)、连接材料型号(或钢号)和对钢材所规定机械性能和化学成分附加保证项目。此外,在钢构造设计图纸中还应注明所规定焊缝质量级别(焊缝质量级别检查原则应符合国家现行《钢构造工程施工及验收规范》)。 第1.0.6条 对有特殊设计规定和在特殊状况下钢构造设计,尚应符合国家现行关于规范规定。 第二章 材 料 第2.0.1条 承重构造钢材,应依照构造重要性、荷载特性、连接办法、工作温度等不同状况选取其钢号和材质。承重构造钢材宜采用平炉或氧气转炉3号钢(沸腾钢或镇 静钢)、16Mn钢、16Mnq钢、15MnV钢或15MnVq钢,其质量应分别符合现行原则《普通碳素构造钢技术条件》、《低合金构造钢技术条件》和《桥梁用碳素钢及普通低合金钢钢板技术条件》规定。 第2.0.2条 下列状况承重构造不适当采用3号沸腾钢: 一、焊接构造:重级工作制吊车梁、吊车桁架或类似构造,冬季计算温度等于或低于-20℃时轻、中级工作制吊车梁、吊车桁架或类似构造,以及冬季计算温度等于或低于-30℃时其他承重构造。 二、非焊接构造:冬季计算温度等于或低于-20℃时重级 工作制吊车梁、吊车桁架或类似构造。 注:冬季计算温度应按国家现行《采暖通风和空气调节设计规范》中规定冬季空气调节室外计算温度拟定,对采暖房屋内构造可按该规定值提高10℃采用。 第2.0.3条 承重构造钢材应具备抗拉强度、伸长率、屈服强度(或屈服点)和硫、磷含量合格保证,对焊接构造尚应具备碳含量合格保证。承重构造钢材,必要潮流应具备冷弯实验合格保证。对于重级工作制和吊车起重量等于或不不大于50t中级工作制 焊接吊车梁、吊车桁架或类似构造钢材,应具备常温冲击韧性合格保证。但当冬季计算温度等于或低于-20℃时,对于3号钢尚应具备-20℃冲击韧性合格保证;对于16Mn钢、16Mnq钢、15MnV钢或15MnVq钢尚应具备-40℃冲击韧性合格保证。对于重级工作制非焊接吊车梁、吊车桁架或类似构造钢材,必要时亦应具备冲击韧性合格保证。 第2.0.4条 钢铸件应采用现行原则《普通工程用锻造碳钢》中规定ZG200-400、ZG230-450、ZG270-500或ZG310-570号钢。 第2.0.5条 钢构造连接材料应符合下列规定: 一、手工焊接采用焊条,应符合现行原则《碳钢焊条》或《低合金钢焊条》规定。选取焊条型号应与主体金属强度相适应。对重级工作制吊车梁、吊车桁架或类似构造,宜采用低氢型焊条。 二、自动焊接或半自动焊接采用焊丝和焊剂,应与主体金属强度相适应。焊丝应符合现行原则《焊接用钢丝》规定。 三、普通螺栓可采用现行原则《普通碳素构造钢技术条件》中规定3号钢制成。 四、高强度螺栓应符合现行原则《钢构造用高强度大六角头 螺栓、大六角螺母、垫圈型式尺寸与技术条件》或《钢构造用扭剪型高强度螺栓连接副型式尺寸与技术条件》规定。 五、铆钉应采用现行原则《普通碳素钢铆螺用热轧圆钢技术条件》中规定ML2或ML3号钢制成。 六、锚栓可采用现行原则《普通碳素构造钢技术条件》中规定3号钢或《低合金构造钢技术条件》中规定16Mn钢制成。 第 三 章 基本设计规定 第一节 设计原则 第3.1.1条 本规范除疲劳计算外,采用以概率理论为基本极限状态设计办法,用分项系数设计表达式进行计算。 第3.1.2条 构造极限状态系指构造或构件能满足设计规定某一功能规定临界状态,超过这一状态构造或构件便不再能满足设计规定。承重构造应按下列承载能力极限状态和正常使用极限状态进行设计: 一、承载能力极限状态为构造或构件达到最大承载能力或达到不适于继续承载变形时极限状态; 二、正常使用极限状态为构造或构件达到正常使用某项规定限值时极限状态。 第3.1.3条 设计钢构造时,应依照构造破坏也许产生后果,采用不同安全级别。普通工业与民用建筑钢构造安全级别可取为二级,特殊建筑钢构造安全级别可依照详细状况另行拟定。 第3.1.4条 按承载能力极限状态设计钢构造时,应考虑荷载效应基本组合,必要潮流应考虑荷载效应偶尔组合。按正常使用极限状态设计钢构造时,除钢与混凝土组合梁外,应只考虑荷载短期效应组合。 第3.1.5条 计算构造或构件强度、稳定性以及连接强度时,应采用荷载设计值(荷载原则值乘以荷载分项系数);计算疲劳和正常使用极限状态变形时,应采用荷载原则值。 第3.1.6条 对于直接承受动力荷载构造:在计算强度和稳定性时,动力荷载设计值应乘动力系数;在计算疲劳和变形时,动力荷载原则值不应乘动力系数。计算吊车梁或吊车桁架及其制动构造疲劳时,吊车荷载应按作用在跨间内起重量最大一台吊车拟定。 第3.1.7条 设计钢构造时,荷载原则值、荷载分项系数、荷载组合系数、动力荷载动力系数以及按构造安全级别拟定重要性系数,应按《建筑构造荷载规范》(GBJ9-87)规定采用。 第3.1.8条 计算重级工作制吊车梁(或吊车桁架)及其制动构造强度和稳定性以及连接强度时,吊车横向水平荷载应乘以表3.1.8增大系数。 第3.1.9条 计算平炉、电炉、转炉车间或其他类似车间工作平台构造时,由检修材料所产生荷载,可乘如下列折减系数: 主 梁 0.85 柱(涉及基本) 0.75 第二节 设计指标 第3.2.1条 钢材强度设计值(材料强度原则值除以抗力分项系数),应依照钢材厚度或直径(对3号钢按表3.2.1-1分组)按表3.2.1-2采用。钢铸件强度设计值应按表3.2.1-3 第3.2.2条 计算下列状况构造构件或连接时,第3.2.1条规定强度设计值应乘以相应折减系数: 一、单面连接单角钢 1.按轴心受力计算强度和连接0.85; 2.按轴心受压计算稳定性 二、施工条件较差高空安装焊缝和铆钉连接0.90; 三、沉头和半沉头铆钉连接0.80。 注:当几种状况同步存在时,其折减系数应连乘。 第3.2.3条 钢材和钢铸件物理性能指标应按表3.2.3 采用。 第三节 构造变形规定 第3.3.1条 计算钢构造变形时,可不考虑螺栓(或铆钉)孔引起截面削弱。 第3.3.2条 受弯构件挠度不应超过表3.3.2中所列容许值。 第3.3.3条 多层框架构造在风荷载作用下顶点水平位移与总高度之比值不适当不不大于1/500,层间相对位移与层高之比值不适当不不大于1/400。 注:对室内装修规定较高民用建筑多层框架构造,层间相对位移与层高之比值宜恰当减小。无隔墙多层框架构造,层间相对位移可不受限制。 第3.3.4条 在设有重级工作制吊车厂房中,跨间每侧吊车梁或吊车桁架制动构造,由一台最大吊车横向水平荷载所产生挠度不适当超过制动构造跨度1/2200。 第3.3.5条 设有重级工作制吊车厂房柱和设有中、重级工作制吊车露天栈桥柱,在吊车梁或吊车桁架顶面标高处,由一台最大吊车水平荷载所产生计算变形值,不应超过表3.3.5中所列容许值。 第四章 受弯构件计算 第一节 强 度 第4.1.1条 在主平面内受弯实腹构件,其抗弯强度应按下列规定计算: 一、承受静力荷载或间接承受动力荷载时, 第4.1.3条 当梁上翼缘受有沿腹板平面作用集中荷载、且该荷载处又未设立支承加劲肋时,腹板计算高度上边沿局部承压强度应按下式计算: 第4.1.4条 在组合梁腹板计算高度边沿处,若同步受有较大正应力、剪应力和局部压应力,或同步受有较大正应力和剪应力(如持续梁支座处或梁翼缘截面变化处等),其折算应力应按下式计算: 式中σ、τ、σc——腹板计算高度边沿同一点上同步产生正应力、剪应力和局部压应力,r和σ c应按公式(4.1.2)和公式(4.1.3-1|)计算,σ应按下式计算: 第二节 整体稳定 第4.2.1条 符合下列状况之一时,可不计算梁整体稳定性: 一、有铺板(各种钢筋混凝土板和钢板)密铺在梁受压翼缘上并与其牢固相连、能制止梁受压翼缘侧向位移时。 二、工字形截面筒支梁受压翼缘自由长度L1与其宽度B1之比不超过表4.2.1所规定数值时。 ②梁支座处,应采用构造办法以防止梁端截面扭转。 对跨中无侧向支承点梁,L1 为其跨度;对跨中有侧向支承点梁,L1为受压翼缘侧向支承点间距离(梁支座处视为有侧向支承)。 第4.2.2条 除第4.2.1条所指状况外,在最大刚度主平面内受弯构件,其整体稳定性应按下式计算: 注:见第4.2.1条注②。 第4.2.3条 除第4.2.1条所指状况外,在两个主平面受弯工字形截面构件,其整体稳定性应按下式计算: 注:见第4.2.1条注②。 第4.2.4条 不符合第4.2.1条第一项状况箱形截面简支梁,其截面尺寸(图4.2.4)应满足h/bo ≤6,且L1/bo 不应超过下列数值: 符合上述规定箱形截面简支梁,可不计算整体稳定性。 注:其他钢号梁,其L1/bo 值不应不不大于95(235/fy)。 第4.2.5条 用作减少梁受压翼缘自由长度侧向支撑,其轴心力应依照侧向力F拟定,梁侧向力应按下式计算: 第三节 局部稳定 第4.3.1条 为保证组合梁腹板局部稳定性,应按下列规定在腹板上配备加劲肋(图4.3.1): 一、当ho /tw ≤80235/fy时,对有局部压应力(σc≠0)梁, 宜按构造配备横向加劲肋;但对无局部压应力(σc=0)梁,可不配备加劲肋。 二、当80235/fy <ho /tw ≤170235/fy时,应配备横向加劲肋,并应按第4.3.2条规定进行计算(对无局部压应力梁,当ho /tw ≤100235/fy 时,可不计算)。 三、当ho /tw >170235/fy 时,应配备横向加劲肋和在受压区配备纵向加劲肋,必要潮流应在受压区配备短加劲肋,并均应按第4.3.2条规定进行计算。此处ho为腹板计算高度,tw为腹板厚度。 四、梁支座处和上翼缘受有较大固定集中荷载处,宜设立支承加劲肋,并应按第4.3.8条规定进行计算。 第4.3.2条 无局部压应力(σc=0)梁和简支吊车梁,当其腹板用横向加劲肋加强或用横向和纵向加劲肋加强时,应按第 4.3.3条至第4.3.6条计算加劲肋间距。其他状况梁,应按附录二计算腹板局部稳定性。 第4.3.3条 无局部压应力(σ=0)梁,其腹板仅用横向加劲肋加强时,横向加劲肋间距α应符合下列规定: σ——与τ同一截面腹板计算高度边沿弯曲压应力(N/mm2),应按σ=My/I计算,I为梁毛截面惯性矩,y1为腹板计算高度受压边沿至中和轴距离。公式(4.3.3.1)右端算得值若不不大于第4.3.7条规定最大间距时,应取α不超过最大间距。 第4.3.4条 无局部压应力(σc=0)梁,其腹板同步用横向加劲肋和纵向加劲肋加强时(图4.3.1b、c),纵向加劲肋至腹板计算高度受压边沿距离h1应在ho/5~/ho/4范畴内,并应符合下式规定: 中σ——所考虑区段内最大弯矩处腹板计算高度边沿弯曲压应力(N燉mm2),应按σ=MmaxY1/I计算。横向加劲肋间距a仍应按第4.3.3条和第4.3.7条拟定,但应以h2代替h0,并取η=1.0。 第4.3.5条 简支吊车梁腹板仅用横向加劲肋加强时,加劲肋间距a应同步符合下列公式规定: 公式(4.3.5-1)和公式(4.3.5-2)右端算得值若不不大于2ho或分母为负值时,应取a=2ho。对变截面吊车梁,当端部变截面区段长度不超过梁跨度1/6时,a值应按下列状况拟定: 一、腹板高度变化吊车梁:端部变截面区段a值应符合公式(4.3.5-1)规定,式中ho取该区段腹板平均计算高度,τ取梁端部腹板最大平均剪应力;不变截面区段内a值,应同步符合公式(4.3.5-1)和公式(4.3.5-2)规定,式中τ取两区段交界处腹板平均剪应力。 二、翼缘截面变化吊车梁:由端部至变截面处区段a值,应同步符合公式(4.3.5-1)和公式(4.3.5-2)规定,但σ取变截面处腹板计算高度边沿弯曲压应力,同步由表4.3.5-2查得k3、k4值应乘以0.75;中部不变截面区段a值,应同步符合公式(4.3.5-1)和公式(4.3.5-2)规定,但τ取变截面处腹板平均剪应力 第4.3.6条 简支吊车梁腹板同步用横向加劲肋和纵向加劲肋加强时(图4.3.1b、c),纵向加劲肋至腹板计算高度受压边沿距离h1应在h0/5~h0/4范畴内,并应符合下列公式规定: 当公式(4.3.6-1)或公式(4.3.6-2)右端算得值不大于ho/5时,尚应在腹板受压区配备短加劲肋(图4.3.1d),并应按附录二进行计算。 横向加劲肋间距α应按公式(4.3.5-1)拟定,但应以h2代替式中ho,以0.3σc代替表4.3.5-1中σc。若公式(4.3.5-1)右端算得值不不大于2h2或分母为负值时,应取a≤2h2。对腹板高度变化吊车梁:在拟定梁端部变截面区段内(有纵向加劲肋)α值时,h2取该区段腹板下区格平均高度,τ取该区段梁端部处腹板平均剪应力;在拟定不变截面区段内α值时,τ取两区段交界处腹板平均剪应力。对翼缘截面变化吊车梁,拟定α值时,τ取梁端部腹板平均剪应力。 第4.3.7条 加劲肋宜在腹板两侧成对配备,也可单侧配备,但支承加劲肋和重级工作制吊车梁加劲肋不应单侧配备。横向加劲肋最小间距为0.5ho,最大间距为2ho(对无局部压应力梁,当ho/tw≤100时,可采用2.5ho)。 在腹板两侧成对配备钢板横向加劲肋,其截面尺寸应符合 下列公式规定: 在腹板一侧配备钢板横向加劲肋,其外伸宽度应不不大于按公式(4.3.7-1)算得1.2倍,厚度不应不大于其外伸宽度1/15。在同步用横向加劲肋和纵向加劲肋加强腹板中,横向加劲肋截面尺寸除应符合上述规定外,其截面惯性矩Iz尚应符合下式规定: 短加劲肋最小间距为0.75h1。短加劲肋外伸宽度应取为横向加劲肋外伸宽度0.7~1.0倍,厚度不应不大于短加劲肋外伸宽度1/15。 注:①用型钢(工字钢、槽钢、肢尖焊于腹板角钢)作成加劲肋,其截面惯性矩不得不大于相应钢板加劲肋惯性矩。 ②在腹板两侧成对配备加劲肋,其截面惯性矩应按梁腹板中心线为轴线进行计算。 在腹板一侧配备加劲肋,其截面惯性矩应按与加劲肋相连腹板边沿为轴线进行计算。 第4.3.8条 梁支承加劲肋,应按承受梁支座反力或固定集中荷载轴心受压构件计算其在腹板平面外稳定性。此受压构件截面应涉及加劲肋和加劲肋每侧15tw235/fy范畴内腹板面积,其计算长度取ho。 梁支承加劲肋端部应按其所承受支座反力或固定集中荷载进行计算:当端部为刨平顶紧时,计算其端面承压应力(对突缘支座尚应符合第8.4.13条规定);当端部为焊接时,计算其焊缝应力。 第4.3.9条 梁受压翼缘自由外伸宽度b与其厚度t之比,应符合下式规定: 箱形截面梁受压翼缘板在两腹板之间宽度bo与其厚度t之比,应符合下式规定: 当箱形截面梁受压翼缘板设有纵向加劲肋时,则公式(4.3.9-2)中bo取为腹板与纵向加劲肋之间翼缘板宽度。 注:翼缘板自由外伸宽度b取值为:对焊接构件,取腹板边至翼缘板(肢)边沿距离;对轧制构件,取内圆弧起点至翼缘板(肢)边沿距离。 第五章 轴心受力构件和拉弯、压弯构件计算 第一节 轴心受力构件 第5.1.1条 轴心受拉构件和轴心受压构件强度,除摩擦型高强度螺栓连接处外,应按下式计算: 式中N——轴心拉力或轴心压力;An——净截面面积。摩擦型高强度螺栓连接处强度应按下列公式计算: 式中n——在节点或拼接处,构件一端连接高强度螺栓数目;n1——所计算截面(最外列螺栓处)上高强度螺栓数目;A——构件毛截面面积。 第5.1.2条 实腹式轴心受压构件稳定性应按下式计算: 式中φ——轴心受压构件稳定系数,应依照表5.1.2截面分类并按附录三采用。 第5.1.3条 格构式轴心受压构件稳定性仍应按公式(5.1.2)计算,但对虚轴(图5.1.3ax轴和图5.1.3b、cx轴和y轴)长细比应取换算长细比。 换算长细比应按下列公式计算: 一、双肢组合构件(图5.1.3a): 式中λx——整个构件对x轴长细比;λl——分歧对最小刚度轴1—1长细比,其计算长度取为:焊接时,为相邻两缀板净距离;螺栓连接时,为相邻两缀板边沿螺栓距离;Alx——构件截面中垂直于x轴各斜缀条毛截面面积之和。 二、四肢组合构件(图5.1.3b); 式中λy——整个构件对y轴长细比;Aly——构件截面中垂直于y轴各叙缀条毛截面面积之和。 三、缀件为缀条三肢组合构件(图5.1.3c) 式中A1——构件截面中各斜缀条毛截面面积之和; 注:①缀板线刚度应符合第8.4.1条规定。 ②斜缀条与构件轴线间夹角应在40°~70°范畴内。 第5.1.4条 对格构式轴心受压构件:当缀件为缀条时,其分肢长细比λ1不应不不大于构件两方向长细比(对虚轴取换算长细比)较大值λmax0.7倍,当缀件为缀板时,λ1不应不不大于40,并不应不不大于λmax0.5倍(当λmax<50时,取λmax=50)。 第5.1.5条 用填板连接而成双角钢或双槽钢构件,可按实腹式构件进行计算,但填板间距离不应超过下列数值: 受压构件 40i 受拉构件 80i i为截面回转半径,应按下列规定采用: 一、当为图5.1.5α、b所示双角钢或双槽钢截面时,取一种角钢或一种槽钢与填板平行形心轴回转半径; 二、当为图5.1.5c所示十字形截面时,取一种角钢最小回转半径。 受压构件两个侧向支承点之间填板数不得少于两个 剪力v值可以为沿构件全长不变。 对格构式轴心受压构件,剪力v应由承受该剪力缀材面(涉及用整体板连接面)分担。 第5.1.7条 用作减小轴心受压构件自由长度支撑,其轴心力应依照被支承构件剪力v(作为侧向力)拟定。v可按公式(6)计算。 第二节 拉弯构件和压弯构件 第5.2.1条 弯矩作用在主平面内拉弯构件和压弯构件,其强度应按下列规定计算: 一、承受静力荷载或间接承受动力荷载时, 式中Yx、Yy——截面塑性发展系数,应按表5.2.1采用。 二、直接承受动力荷载时,仍应按公式(5.2.1)计算,但取Yx=Yy=1.0 第5.2.2条 弯矩作用在对称轴平面内(绕x轴)实腹式压弯构件,其稳定性应按下列规定计算: 一、弯矩作用平面内稳定性: (1)无横向荷载作用时:βmx=0.65+0.35M2M1,但不得不大于0.4,M1和M2为端弯矩,使构件产生同向曲率(无反弯点)时取同号,使构件产生反向曲率(有反弯点)时取异号,M1≥M2; (2)有端弯矩和横向荷载同步作用时:使构件产生同向曲率时,βmx=1.0;使构件产生反向曲率时,βmx=0.85; (3)无端弯矩但有横向荷载作用时;当跨度中点有一种横向集中荷载作用时,βmx=1-0.2N/NEx;其他荷载状况时,βmx=1.0对于表5.2.1第3、4项中单轴对称截面压弯构件,当弯矩作用在对称轴平面内且使较大翼缘受压时,除应按公式(5.2.2-1)计算外,尚应按下式计算: 式中W2x——对较小翼缘毛截面抵抗矩。 二、弯矩作用平面外稳定性: 式中φy——弯矩作用平面外轴心受压构件稳定系数;φb——均匀弯曲受弯构件整体稳定系数,对工字形和T形截面可按附录一第(五)项拟定,对箱形截面可取φb=1.4;Mx——所计算构件段范畴内最大弯矩;βtx——等效弯矩系数,应按下列规定采用: 1.在弯矩作用平面外有支承构件,应依照两相邻支承点间构件段内荷载和内力状况拟定: (1)所考虑构件段无横向荷载作用时:βtx=0.65+0.35M2M1,但不得不大于0.4,M1和M2是在弯矩作用平面内端弯矩,使构件段产生同向曲率时取同号,产生反向曲率时取异号,M1≥M2; (2)所考虑构件段内有端弯矩和横向荷载同步作用时;使构件段产生同向曲率时,βtx=1.0;使构件段产生反向曲率时,βtx=0.85; (3)所考虑构件段内无端弯矩但有横向荷载作用时:βtx=1.0。 2.悬臂构件,βtx=1.0。 注:①无侧移框架系指框架中设有支撑架、剪力墙、电梯并等支撑构造,且共抗侧移刚度等于或不不大于框架自身抗侧移刚度5倍者。 ②有侧移框架系指框架中未设上述支撑构造,或支撑构造抗侧移刚度不大于框架自身抗侧移刚度5倍者。 第5.2.3条 弯矩绕虚轴(x轴)作用格构式压弯构件,其弯矩作用平面内整体稳定性应按下式计算: 式中Wlx=Ix/Yo,Ix为x轴毛截面惯性矩,Yo为由x轴到压力较大分肢轴线距离或者到压力较大分肢腹板边沿距离,两者取较大者;φx、NEx由换算长细比拟定。 弯矩作用平面外整体稳定性可不计算,但应计算分肢稳定性,分肢轴心力应按桁架弦杆计算。对缀板柱分肢尚应考虑由剪力引起局部弯矩。 第5.2.4条 弯矩绕实轴作用格构式压弯构件,其弯矩作用平面内和平面外稳定性计算均与实腹式构件相似。但在计算弯矩作用平面外整体稳定性时,长细比应取换算长细比,φb应取1.0。 第5.2.5条 弯矩作用在两个主平面内双轴对称实腹式工字形和箱形截面压弯构件,其稳定性应按下列公式计算: 第5.2.6条 弯矩作用在两个主平面内双肢格构式压弯构件,其稳定性应按下列规定计算: 第5.2.7条 计算格构式压弯构件缀件时,应取构件实际剪力和按公式(5.1.6)计算剪力两者中较大值进行计算。 第5.2.8条 用作减小压弯构件弯矩作用平面外计算长度支撑,其轴心力应按公式(4.2.5)计算侧向力拟定,但式中Af为被支承构件受压翼缘(对实腹式构件)或受压分肢(对格构式构件)截面面积。 第三节 构件计算长度和容许长细比 第5.3.1条 拟定桁架弦杆和单系腹杆长细比时,其计算长度ιo应按表5.3.1采用。 注:①l为构件几何长度(节点中心间距离);l1为桁架弦杆侧向支承点之间距离。 ②斜平面系指与桁架平面斜交平面,合用于构件截面两主轴均不在桁架平面内单角钢腹杆和双角钢十字形截面腹杆。 ③无节点板腹杆计算长度在任意平面内均取其等于几何长度。 当桁架弦杆侧向支承点之间距离为节间长度2倍(图5.3-1)且两节间弦杆轴心压力有变化时,则该弦杆在桁架平面外计算长度,应按下式拟定(但不应不大于0.5L1):N 桁架再分式腹杆体系受压主斜杆及K形腹杆体系竖杆等,在桁架平面外计算长度也应按公式(5.3.1)拟定(受拉主斜杆仍取l1);在桁架平面内计算长度则取节点中心间距离。 第5.3.2条 拟定桁架交叉腹杆长细比时,在桁架平面内计算长度应取节点中心到交叉点间距离;在桁架平面外计算长度应按下列规定采用: 一、压杆 当相交另一杆受拉,且两杆在交叉点均不中断0.5l当相交另一杆受拉,两杆中有一杆在交叉点中断并以节点板搭接0.7l其他状况l 二、拉杆l 注:①l为节点中心间距离(交叉点不作为节点考虑)。 ②当两交叉杆均受压时,不适当有一杆中断。 ③当拟定交叉腹杆中单角钢压杆斜平面内长细比时,计算长度应取节点中心至交叉点距离。 第5.3.3条 单层或多层框架等截面柱,在框架平面内计算长度应等于该层柱高度乘以计算长度系数μ。对无侧移框架,μ值应按附表4.1拟定;对有侧移框架,μ值应按附表4.2拟定。 第5.3.4条 单层厂房框架下端刚性固定阶形柱,在框架平面内计算长度应按下列规定拟定: 一、单阶柱: 1.下段柱计算长度系数μ2:当柱上端与横梁铰接时,等于按附表4.3(柱上端为自由单阶柱)数值乘以表5.3.4折减系数;当柱上端与横梁刚接时,等于按附表4.4(柱上端可移动但不转动单阶柱)数值乘以表5.3.4折减系数。 2.上段柱计算长度系数μl,应按下式计算: 1.下段柱计算长度系数μ3:当柱上端与横梁铰接时,等于按附表4.5(柱上端为自由双阶柱)数值乘以表5.3.4折减系数;当柱上端与横梁刚接时,等于按附表4.6(柱上端可移动但不转动双阶柱)数值乘以表5.3.4折减系数。 2.上段柱和中段柱计算长度系数μ1和μ2,应按下列公式计算: 式中η1、η2——参数,按附表4.5或附表4.6中公式计算。 第5.3.5条 当计算框架格构式柱和桁架式横梁线刚度时,应考虑柱或横梁截面高度变化和缀件(或腹杆)变形影响。 第5.3.6条 框架柱沿房屋长度方向(在框架平面外)计算长度应取制止框架平面外位移支承点(柱支座、吊车梁、托架以及支撑和纵梁固定节点等)之间距离。 第5.3.7条 受压构件长细比不适当超过表5.3.7容许值。 注:桁架(涉及空间桁架)受压腹杆,当其内力等于或不大于承载能力50%时,容许长细比值可取为200。 第5.3.8条 受拉构件长细比不适当超过表5.3.8容许值。 注:①承受静力荷载构造中,可仅计算受拉构件在竖向平面内长细比。 ②在直接或间接承受动力荷载构造中,计算单角钢受拉构件长细比时,应采用角钢最小回转半径;在计算单角钢 交叉受拉杆件平面外长细比时,应采用与角钢肢边平行轴回转半径。 ③中、重级工作制吊车桁架下弦杆长细比不适当超过200。 ④在设有夹钳吊车或刚性料耙吊车厂房中,支撑(表中第2项除外)长细比不适当超过300。 ⑤受拉构件在永久荷载与风荷载组合伙用下受压时,其长细比不适当超过250。 第四节 受压构件局部稳定 第5.4.1条 在受压构件中,翼缘板自由外伸宽度b与其厚度t之比,应符合下列规定: 一、轴心受压构件: 式中λ——构件两方向长细比较大值:当λ<30时,取λ=30;当λ>100时, 取λ=100。 二、压弯构件: 注:见第4.3.9条注。 第5.4.2条 在工字形截面受压构件中,腹板计算高度ho与其厚度tw之比,应符合下列规定: 一、轴心受压构件: 式中λ——构件两方向长细比较大值:当λ<30时,取λ=30;当λ>100时, 取λ=100。 二、压弯构件: 第5.4.3条 在箱形截面受压构件中,受压翼缘宽厚比应符合第4.3.9条规定。 箱形截面受压构件腹板计算高度ho与其厚度tw之比,应符合下列规定: 第5.4.4条 在T形截面受压构件中,腹板高度与其厚度之比,不应超过下列数值: λ和αo分别按第5.4.1条和第5.4.2条规定采用。 第六章 疲劳计算 第一节 普通规定 第6.1.1条 承受动力荷载重复作用钢构造构件(如吊车梁、吊车桁架、工作平台梁等)及其连接,当应力变化循环次数n等于或不不大于105次时,应进行疲劳计算。 第6.1.2条 本章规定不合用于特殊条件(如构件表面温度不不大于150℃,处在海水腐蚀环境,焊后经热解决消除残存应力以及低周-高应变疲劳条件等)下构造构件及其连接疲劳计算。 第6.1.3条 疲劳计算应采用容许应力幅法,应力按弹性状态计算,容许应力幅按构件和连接类别以及应力循环次数拟定。在应力循环中不浮现拉应力部位可不计算疲劳。 第二节 疲劳计算 第6.2.1条 对常幅(所有应力循环内应力幅保持常量)疲劳,应按下式进行计算: 第6.2.2条 重级工作制吊车梁和重级、中级工作制吊车桁架疲劳可作为常幅疲劳按下式计算: 注:表中容许应力幅是按公式(6.2.1-2)算得。 第6.2.3条 对变幅(应力循环内应力幅随机变化)疲劳,若能预测构造在使用寿命期间各种荷载频率分布、应力幅水平以及频次分布总和所构成设计应力谱,则可将其折算为等效常幅疲劳,按下式进行计算: 第七章 连接计算 第一节 焊缝连接 第7.1.1条 对接焊缝应按下列规定计算: 一、在对接接头和T形接头中,垂直于轴心拉力或轴心压力对接焊缝,其强度应按下式计算:N 二、在对接接头和T形接头中,承受弯矩和剪力共同作用对接焊缝,其正应力和剪应力应分别进行计算。但在同步受有较大正应力和剪应力处(例如梁腹板横向对接焊缝端部),应按下式计算折算应力: 注:①当承受轴心力板件用斜焊缝对接,焊缝与作用力间夹角θ符合tgθ≤1.5时,其强度可不计算。 ②当对接焊缝无法采用引弧板施焊时,每条焊缝长度计算时应各减去10mm。 第7.1.2条 直角角焊缝(图7.1.2)强度应按下列公式计算: 一、在通过焊缝形心拉力、压力或剪力作用下:当力垂直于焊缝长度方向时, 二、在其他力或各种力综合伙用下,σf和Tf共同作用处: 第7.1.4条 不焊透对接焊缝(图7.1.4)强度,应按角焊缝计算公式(7.1.2-1)至公式(7.1.2-3)计算,但取βf=1.0,其有效厚度应采用: 当熔合线处焊缝截面边长等于或接近于最短距离s时(图7.1.4b、c、e),抗剪强度设计值应按角焊缝强度设计值乘以0.9。在垂直于焊缝长度方向压力作用下,强度设计值可采用角焊缝强度设计值乘以1.22。 第二节 螺栓连接和铆钉连接 第7.2.1条 普通螺栓、锚栓和铆钉应按下列规定计算: 一、在普通螺栓或铆钉受剪连接中,每个普通螺栓或铆钉承载力设计值应取受剪和承压承载力设计值中较小者: 受剪承载力设计值: 二、在普通螺栓、锚栓或铆钉杆轴方向受拉连接中,每个普通螺栓、锚栓或铆钉承载力设计值应按下列公式计算: 三、同步承受剪力和杆轴方向拉力普通螺栓和铆钉,应分别符合下列公式规定: 第7.2.2条 摩擦型高强度螺栓应按下列规定计算: 一、在抗剪连接中,每个摩擦型高强度螺栓承载力设计值应按下式计算: 二、在杆轴方向受拉连接中,每个摩擦型高强度螺栓承载力设计值,取Nbt=0.8p。 三、当摩擦型高强度螺栓连接同步承受摩擦面间剪切和螺栓杆轴方向外拉力时,每个摩擦型高强度螺栓受剪承载力设计值仍应按公式(7.2.2)计算,但应以p-1.25Nt代替p。此处Nt为每个高强度螺栓在其杆轴方向外拉力,其值不应不不大于0.8p。 第7.2.3条 承压型高强度螺栓应按下列规定计算: 一、承压型高强度螺栓预拉力p和连接处构件接触面解决办法应与摩擦型高强度螺栓相似。承压型高强度螺栓仅用于承受静力荷载和间接承受动力荷载构造中连接。 二、在抗剪连接中,每个承压型高强度螺栓承载力设计值计算办法与普通螺栓相似,但当剪切面在螺纹处时,其受剪承载力设计值应按螺纹处有效面积进行计算。 三、在杆轴方向受拉连接中,每个承压型高强度螺栓承载力设计值,Nbt=0.8p。 四、同步承受剪力和杆轴方向拉力承压型高强度螺栓,应符合下列公式规定: 五、在抗剪连接中以及同步承受剪力和杆轴方向拉力连接中,承压型高强度螺栓受剪承载力设计值不得不不大于按摩擦型连接计算1.3倍。 第7.2.5条 在下列状况连接中,螺栓或铆钉数目应予增长: 一、一种构件借助填板或其他中间板件与另一构件连接螺栓(摩擦型高强度螺栓除外)或铆钉数目,应按计算增长10%。 二、搭接或用拼接板单面连接,螺栓(摩擦型高强度螺栓除外)或铆钉数目,应按计算增长10%。 三、在构件端部连接中,当运用短角钢连接型钢(角钢或槽钢)外伸肢以缩短连接长度时,在短角钢两肢中一肢上,所用螺栓或铆钉数目应按计算增长50%。 四、当铆钉连接铆合总厚度超过铆钉直径5倍时,总厚度每超过2mm,铆钉数目应按计算增长1%(至少应增长一种铆钉),但铆合总厚度不得超过铆钉直径7倍。 第三节 组合工字梁翼缘连接 第7.3.1条 组合工字梁翼缘与腹板双面角焊缝连接,其强度应按下式计算: 公式(7.3.1)中,F、Ψ和Lz应按第4.1.3条采用;βf应按第7.1.2条采用。 注:①当梁上翼缘受有固定集中荷载时,宜在该处设立顶紧上翼缘支承加劲肋。此时取F=0。 ②当腹板与翼缘连接焊缝采用焊透对接焊缝时,其强度可不计算。 第7.3.2条 组合工字梁翼缘与腹板铆钉(或摩擦型高强度螺栓)承载力,应按下式计算: 注:见第7.3.1条注①。 第四 节支座 第7.4.1条 铰轴式支座圆柱形枢轴(图7.4.1),当接触面中心角θ≥90°时,其承压应力应按下式计算: 第7.4.2条 弧形支座板与平板自由接触(图7.4.2)承压应力应按下式计算: 第7.4.3条 滚轴与平板自由接触(图7.4.3)承压应力应按下式计算: 第7.4.4条 轴心受压柱或压弯柱端部为铣平端时,柱身最大压力直接由铣平端传递,其连接焊缝、铆钉或螺栓应按最大压力15%计算;当压弯柱浮现受拉区时,该区连接尚应按最大拉力计算。 第八章 构造规定 第一节 普通规定 第8.1.1条 钢构造构造应便于制作、安装、维护并使构造受力简朴明确,减少应力集中。以受风载为主空腹构造,应力求减少受风面积。第8.1.2条在钢构造受力构件及其连接中,不适当采用:厚度不大于5mm钢板;厚度不大于3mm钢管;截面不大于45×4或56×36×4角钢(对焊接构造)或截面不大于50×5角钢(对螺栓连接或铆钉连接构造)。但第十一章轻型钢构造不受此限。 第8.1.3条 焊接构造与否需要采用焊前预热或焊后热解决等特殊办法,应依照材质、焊件厚度、焊接工艺、施焊时气温等综合因素来拟定。在正常状况下,焊件厚度为:对低碳钢,不适当不不大于50mm;对低合金钢,不适当不不大于36mm。第8.1.4条为了保证构造空间工作,提高构造整体刚度,承担和传递水平力,防止杆件产生过大振动,避免压杆侧向失稳,以及保证构造安装时稳定,应依照构造及其荷载不同状况设立可靠支撑系统。在建筑物每一种温度区段或分期建设区段中,应分别设立独立空间稳定支撑系统。 第8.1.5条 单层房屋和露天构造温度区段长度(伸缩缝间距),当不超过表8.1.5数值时,可不计算温度应力。 注:①厂房柱为其他材料时,应按相应规范规定设立伸缩缝。围护构造可依照详细状况参照关于规范单独设立伸缩缝。- 配套讲稿:
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