钢结构技术规范培训资料样本.doc
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钢结构设计规范 第一章 总 则 第1.0.1条 为在钢结构设计中落实实施国家技术经济政策,做到技术优异、经济合理、安全适用、确保质量,特制订本规范。 第1.0.2条 本规范适适用于工业和民用房屋和通常构筑物钢结构设计。 第1.0.3条 本规范设计标准是依据《建筑结构设计统 一标准》(CBJ68-84))制订。 第1.0.4条 设计钢结构时,应从工程实际情况出发,合理选择材料、结构方案和结构方法,满足结构在运输、安装和使用过程中强度、稳定性和刚度要求,宜优先采取定型和标准化结构和构件,降低制作、安装工作量,符合防火要求,注意结构抗腐蚀性能。 第1.0.5条 在钢结构设计图纸和钢材订货文件中,应注明所采取钢号(对一般碳素钢尚应包含钢类、炉种、脱氧程度等)、连接材料型号(或钢号)和对钢材所要求机械性能和化学成份附加确保项目。另外,在钢结构设计图纸中还应注明所要求焊缝质量等级(焊缝质量等级检验标准应符合国家现行《钢结构工程施工及验收规范》)。 第1.0.6条 对有特殊设计要求和在特殊情况下钢结构设计,尚应符合国家现行相关规范要求。 第二章 材 料 第2.0.1条 承重结构钢材,应依据结构关键性、荷载特征、连接方法、工作温度等不一样情况选择其钢号和材质。承重结构钢材宜采取平炉或氧气转炉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标准《一般碳素结构钢技术条件》、《低合金结构钢技术条件》和《桥梁用碳素钢及一般低合金钢钢板技术条件》要求。 第2.0.2条 下列情况承重结构不宜采取3号沸腾钢: 一、焊接结构:重级工作制吊车梁、吊车桁架或类似结构,冬季计算温度等于或低于-20℃时轻、中级工作制吊车梁、吊车桁架或类似结构,和冬季计算温度等于或低于-30℃时其它承重结构。 二、非焊接结构:冬季计算温度等于或低于-20℃时重级 工作制吊车梁、吊车桁架或类似结构。 注:冬季计算温度应按国家现行《采暖通风和空气调整设计规范》中要求冬季空气调整室外计算温度确定,对采暖房屋内结构可按该要求值提升10℃采取。 第2.0.3条 承重结构钢材应含有抗拉强度、伸长率、屈服强度(或屈服点)和硫、磷含量合格确保,对焊接结构尚应含有碳含量合格确保。承重结构钢材,必需时尚应含有冷弯试验合格确保。对于重级工作制和吊车起重量等于或大于50t中级工作制 焊接吊车梁、吊车桁架或类似结构钢材,应含有常温冲击韧性合格确保。但当冬季计算温度等于或低于-20℃时,对于3号钢尚应含有-20℃冲击韧性合格确保;对于16Mn钢、16Mnq钢、15MnV钢或15MnVq钢尚应含有-40℃冲击韧性合格确保。对于重级工作制非焊接吊车梁、吊车桁架或类似结构钢材,必需时亦应含有冲击韧性合格确保。 第2.0.4条 钢铸件应采取现行标准《通常工程用铸造碳钢》中要求ZG200-400、ZG230-450、ZG270-500或ZG310-570号钢。 第2.0.5条 钢结构连接材料应符合下列要求: 一、手工焊接采取焊条,应符合现行标准《碳钢焊条》或《低合金钢焊条》要求。选择焊条型号应和主体金属强度相适应。对重级工作制吊车梁、吊车桁架或类似结构,宜采取低氢型焊条。 二、自动焊接或半自动焊接采取焊丝和焊剂,应和主体金属强度相适应。焊丝应符合现行标准《焊接用钢丝》要求。 三、一般螺栓可采取现行标准《一般碳素结构钢技术条件》中要求3号钢制成。 四、高强度螺栓应符合现行标准《钢结构用高强度大六角头 螺栓、大六角螺母、垫圈型式尺寸和技术条件》或《钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副型式尺寸和技术条件》要求。 五、铆钉应采取现行标准《一般碳素钢铆螺用热轧圆钢技术条件》中要求ML2或ML3号钢制成。 六、锚栓可采取现行标准《一般碳素结构钢技术条件》中要求3号钢或《低合金结构钢技术条件》中要求16Mn钢制成。 第 三 章 基础设计要求 第一节 设计标准 第3.1.1条 本规范除疲惫计算外,采取以概率理论为基础极限状态设计方法,用分项系数设计表示式进行计算。 第3.1.2条 结构极限状态系指结构或构件能满足设计要求某一功效要求临界状态,超出这一状态结构或构件便不再能满足设计要求。承重结构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结构或构件达成最大承载能力或达成不适于继续承载变形时极限状态; 二、正常使用极限状态为结构或构件达成正常使用某项要求限值时极限状态。 第3.1.3条 设计钢结构时,应依据结构破坏可能产生后果,采取不一样安全等级。通常工业和民用建筑钢结构安全等级可取为二级,特殊建筑钢结构安全等级可依据具体情况另行确定。 第3.1.4条 按承载能力极限状态设计钢结构时,应考虑荷载效应基础组合,必需时尚应考虑荷载效应偶然组合。按正常使用极限状态设计钢结构时,除钢和混凝土组合梁外,应只考虑荷载短期效应组合。 第3.1.5条 计算结构或构件强度、稳定性和连接强度时,应采取荷载设计值(荷载标准值乘以荷载分项系数);计算疲惫和正常使用极限状态变形时,应采取荷载标准值。 第3.1.6条 对于直接承受动力荷载结构:在计算强度和稳定性时,动力荷载设计值应乘动力系数;在计算疲惫和变形时,动力荷载标准值不应乘动力系数。计算吊车梁或吊车桁架及其制动结构疲惫时,吊车荷载应按作用在跨间内起重量最大一台吊车确定。 第3.1.7条 设计钢结构时,荷载标准值、荷载分项系数、荷载组合系数、动力荷载动力系数和按结构安全等级确定关键性系数,应按《建筑结构荷载规范》(GBJ9-87)要求采取。 第3.1.8条 计算重级工作制吊车梁(或吊车桁架)及其制动结构强度和稳定性和连接强度时,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、转炉车间或其它类似车间工作平台结构时,由检修材料所产生荷载,可乘以下列折减系数: 主 梁 0.85 柱(包含基础) 0.75 第二节 设计指标 第3.2.1条 钢材强度设计值(材料强度标准值除以抗力分项系数),应依据钢材厚度或直径(对3号钢按表3.2.1-1分组)按表3.2.1-2采取。钢铸件强度设计值应按表3.2.1-3 第3.2.2条 计算下列情况结构构件或连接时,第3.2.1条要求强度设计值应乘以对应折减系数: 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:当多个情况同时存在时,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 采取。 第三节 结构变形要求 第3.3.1条 计算钢结构变形时,可不考虑螺栓(或铆钉)孔引发截面减弱。 第3.3.2条 受弯构件挠度不应超出表3.3.2中所列许可值。 第3.3.3条 多层框架结构在风荷载作用下顶点水平位移和总高度之比值不宜大于1/500,层间相对位移和层高之比值不宜大于1/400。 注:对室内装修要求较高民用建筑多层框架结构,层间相对位移和层高之比值宜合适减小。无隔墙多层框架结构,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结构,由一台最大吊车横向水平荷载所产生挠度不宜超出制动结构跨度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,不应超出表3.3.5中所列许可值。 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要求计算: 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、且该荷载处又未设置支承加劲肋时,腹板计算高度上边缘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缘处,若同时受有较大正应力、剪应力和局部压应力,或同时受有较大正应力和剪应力(如连续梁支座处或梁翼缘截面改变处等),其折算应力应按下式计算: 式中σ、τ、σc——腹板计算高度边缘同一点上同时产生正应力、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 符合下列情况之一时,可不计算梁整体稳定性: 一、有铺板(多种钢筋混凝土板和钢板)密铺在梁受压翼缘上并和其牢靠相连、能阻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和其宽度B1之比不超出表4.2.1所要求数值时。 ②梁支座处,应采取结构方法以预防梁端截面扭转。 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条所指情况外,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条所指情况外,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条第一项情况箱形截面简支梁,其截面尺寸(图4.2.4)应满足h/bo ≤6,且L1/bo 不应超出下列数值: 符合上述要求箱形截面简支梁,可不计算整体稳定性。 注:其它钢号梁,其L1/bo 值不应大于95(235/fy)。 第4.2.5条 用作降低梁受压翼缘自由长度侧向支撑,其轴心力应依据侧向力F确定,梁侧向力应按下式计算: 第三节 局部稳定 第4.3.1条 为确保组合梁腹板局部稳定性,应按下列要求在腹板上配置加劲肋(图4.3.1): 一、当ho /tw ≤80235/fy时,对有局部压应力(σc≠0)梁, 宜按结构配置横向加劲肋;但对无局部压应力(σc=0)梁,可不配置加劲肋。 二、当80235/fy <ho /tw ≤170235/fy时,应配置横向加劲肋,并应按第4.3.2条要求进行计算(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,应配置横向加劲肋和在受压区配置纵向加劲肋,必需时尚应在受压区配置短加劲肋,并均应按第4.3.2条要求进行计算。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,宜设置支承加劲肋,并应按第4.3.8条要求进行计算。 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。其它情况梁,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应符合下列要求: σ——和τ同一截面腹板计算高度边缘弯曲压应力(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缘至中和轴距离。公式(4.3.3.1)右端算得值若大于第4.3.7条要求最大间距时,应取α不超出最大间距。 第4.3.4条 无局部压应力(σc=0)梁,其腹板同时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缘距离h1应在ho/5~/ho/4范围内,并应符合下式要求: 中σ——所考虑区段内最大弯矩处腹板计算高度边缘弯曲压应力(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条确定,但应以h2替换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应同时符合下列公式要求: 公式(4.3.5-1)和公式(4.3.5-2)右端算得值若大于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出梁跨度1/6时,a值应按下列情况确定: 一、腹板高度改变吊车梁:端部变截面区段a值应符合公式(4.3.5-1)要求,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,应同时符合公式(4.3.5-1)和公式(4.3.5-2)要求,式中τ取两区段交界处腹板平均剪应力。 二、翼缘截面改变吊车梁:由端部至变截面处区段a值,应同时符合公式(4.3.5-1)和公式(4.3.5-2)要求,但σ取变截面处腹板计算高度边缘弯曲压应力,同时由表4.3.5-2查得k3、k4值应乘以0.75;中部不变截面区段a值,应同时符合公式(4.3.5-1)和公式(4.3.5-2)要求,但τ取变截面处腹板平均剪应力 第4.3.6条 简支吊车梁腹板同时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缘距离h1应在h0/5~h0/4范围内,并应符合下列公式要求: 当公式(4.3.6-1)或公式(4.3.6-2)右端算得值小于ho/5时,尚应在腹板受压区配置短加劲肋(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)确定,但应以h2替换式中ho,以0.3σc替换表4.3.5-1中σc。若公式(4.3.5-1)右端算得值大于2h2或分母为负值时,应取a≤2h2。对腹板高度改变吊车梁:在确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;在确定不变截面区段内α值时,τ取两区段交界处腹板平均剪应力。对翼缘截面改变吊车梁,确定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置,也可单侧配置,但支承加劲肋和重级工作制吊车梁加劲肋不应单侧配置。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,可采取2.5ho)。 在腹板两侧成对配置钢板横向加劲肋,其截面尺寸应符合 下列公式要求: 在腹板一侧配置钢板横向加劲肋,其外伸宽度应大于按公式(4.3.7-1)算得1.2倍,厚度不应小于其外伸宽度1/15。在同时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要求外,其截面惯性矩Iz尚应符合下式要求: 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,厚度不应小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,其截面惯性矩不得小于对应钢板加劲肋惯性矩。 ②在腹板两侧成对配置加劲肋,其截面惯性矩应按梁腹板中心线为轴线进行计算。 在腹板一侧配置加劲肋,其截面惯性矩应按和加劲肋相连腹板边缘为轴线进行计算。 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。此受压构件截面应包含加劲肋和加劲肋每侧15tw235/fy范围内腹板面积,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条要求);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和其厚度t之比,应符合下式要求: 箱形截面梁受压翼缘板在两腹板之间宽度bo和其厚度t之比,应符合下式要求: 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取为腹板和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)边缘距离;对轧制构件,取内圆弧起点至翼缘板(肢)边缘距离。 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,应依据表5.1.2截面分类并按附录三采取。 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,为相邻两缀板边缘螺栓距离;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条要求。 ②斜缀条和构件轴线间夹角应在40°~70°范围内。 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不应大于40,并不应大于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出下列数值: 受压构件 40i 受拉构件 80i i为截面回转半径,应按下列要求采取: 一、当为图5.1.5α、b所表示双角钢或双槽钢截面时,取一个角钢或一个槽钢和填板平行形心轴回转半径; 二、当为图5.1.5c所表示十字形截面时,取一个角钢最小回转半径。 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值可认为沿构件全长不变。 对格构式轴心受压构件,剪力v应由承受该剪力缀材面(包含用整体板连接面)分担。 第5.1.7条 用作减小轴心受压构件自由长度支撑,其轴心力应依据被支承构件剪力v(作为侧向力)确定。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,其强度应按下列要求计算: 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采取。 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,其稳定性应按下列要求计算: 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,但不得小于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时作用时: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)无故弯矩但有横向荷载作用时;当跨度中点有一个横向集中荷载作用时,βmx=1-0.2N/NEx;其它荷载情况时,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御矩。 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)项确定,对箱形截面可取φb=1.4;Mx——所计算构件段范围内最大弯矩;βtx——等效弯矩系数,应按下列要求采取: 1.在弯矩作用平面外有支承构件,应依据两相邻支承点间构件段内荷载和内力情况确定: (1)所考虑构件段无横向荷载作用时:βtx=0.65+0.35M2M1,但不得小于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时作用时;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)所考虑构件段内无故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、电梯并等支撑结构,且共抗侧移刚度等于或大于框架本身抗侧移刚度5倍者。 ②有侧移框架系指框架中未设上述支撑结构,或支撑结构抗侧移刚度小于框架本身抗侧移刚度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到压力较大分肢腹板边缘距离,二者取较大者;φx、NEx由换算长细比确定。 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发局部弯矩。 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和实腹式构件相同。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,其稳定性应按下列要求计算: 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)计算剪力二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)计算侧向力确定,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 构件计算长度和许可长细比 第5.3.1条 确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采取。 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斜平面系指和桁架平面斜交平面,适适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改变时,则该弦杆在桁架平面外计算长度,应按下式确定(但不应小于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)确定(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 确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要求采取: 一、压杆 当相交另一杆受拉,且两杆在交叉点均不中止0.5l当相交另一杆受拉,两杆中有一杆在交叉点中止并以节点板搭接0.7l其它情况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,不宜有一杆中止。 ③当确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确定;对有侧移框架,μ值应按附表4.2确定。 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要求确定: 一、单阶柱: 1.下段柱计算长度系数μ2:当柱上端和横梁铰接时,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;当柱上端和横梁刚接时,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:当柱上端和横梁铰接时,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;当柱上端和横梁刚接时,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改变和缀件(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)计算长度应取阻止框架平面外位移支承点(柱支座、吊车梁、托架和支撑和纵梁固定节点等)之间距离。 第5.3.7条 受压构件长细比不宜超出表5.3.7许可值。 注:桁架(包含空间桁架)受压腹杆,当其内力等于或小于承载能力50%时,许可长细比值可取为200。 第5.3.8条 受拉构件长细比不宜超出表5.3.8许可值。 注:①承受静力荷载结构中,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结构中,计算单角钢受拉构件长细比时,应采取角钢最小回转半径;在计算单角钢 交叉受拉杆件平面外长细比时,应采取和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宜超出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)长细比不宜超出300。 ⑤受拉构件在永久荷载和风荷载组合作用下受压时,其长细比不宜超出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和其厚度t之比,应符合下列要求: 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和其厚度tw之比,应符合下列要求: 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条要求。 箱形截面受压构件腹板计算高度ho和其厚度tw之比,应符合下列要求: 第5.4.4条 在T形截面受压构件中,腹板高度和其厚度之比,不应超出下列数值: λ和αo分别按第5.4.1条和第5.4.2条要求采取。 第六章 疲惫计算 第一节 通常要求 第6.1.1条 承受动力荷载反复作用钢结构构件(如吊车梁、吊车桁架、工作平台梁等)及其连接,当应力改变循环次数n等于或大于105次时,应进行疲惫计算。 第6.1.2条 本章要求不适适用于特殊条件(如构件表面温度大于150℃,处于海水腐蚀环境,焊后经热处理消除残余应力和低周-高应变疲惫条件等)下结构构件及其连接疲惫计算。 第6.1.3条 疲惫计算应采取许可应力幅法,应力按弹性状态计算,许可应力幅按构件和连接类别和应力循环次数确定。在应力循环中不出现拉应力部位可不计算疲惫。 第二节 疲惫计算 第6.2.1条 对常幅(全部应力循环内应力幅保持常量)疲惫,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惫可作为常幅疲惫按下式计算: 注:表中许可应力幅是按公式(6.2.1-2)算得。 第6.2.3条 对变幅(应力循环内应力幅随机改变)疲惫,若能估计结构在使用寿命期间多种荷载频率分布、应力幅水平和频次分布总和所组成设计应力谱,则可将其折算为等效常幅疲惫,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 对接焊缝应按下列要求计算: 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。但在同时受有较大正应力和剪应力处(比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,焊缝和作用力间夹角θ符合tgθ≤1.5时,其强度可不计算。 ②当对接焊缝无法采取引弧板施焊时,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、在经过焊缝形心拉力、压力或剪力作用下:当力垂直于焊缝长度方向时, 二、在其它力或多种力综合作用下,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,其有效厚度应采取: 当熔合线处焊缝截面边长等于或靠近于最短距离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,强度设计值可采取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 一般螺栓、锚栓和铆钉应按下列要求计算: 一、在一般螺栓或铆钉受剪连接中,每个一般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、在一般螺栓、锚栓或铆钉杆轴方向受拉连接中,每个一般螺栓、锚栓或铆钉承载力设计值应按下列公式计算: 三、同时承受剪力和杆轴方向拉力一般螺栓和铆钉,应分别符合下列公式要求: 第7.2.2条 摩擦型高强度螺栓应按下列要求计算: 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时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替换p。此处Nt为每个高强度螺栓在其杆轴方向外拉力,其值不应大于0.8p。 第7.2.3条 承压型高强度螺栓应按下列要求计算: 一、承压型高强度螺栓预拉力p和连接处构件接触面处理方法应和摩擦型高强度螺栓相同。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结构中连接。 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方法和一般螺栓相同,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、同时承受剪力和杆轴方向拉力承压型高强度螺栓,应符合下列公式要求: 五、在抗剪连接中和同时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大于按摩擦型连接计算1.3倍。 第7.2.5条 在下列情况连接中,螺栓或铆钉数目应予增加: 一、一个构件借助填板或其它中间板件和另一构件连接螺栓(摩擦型高强度螺栓除外)或铆钉数目,应按计算增加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,应按计算增加10%。 三、在构件端部连接中,当利用短角钢连接型钢(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加50%。 四、当铆钉连接铆合总厚度超出铆钉直径5倍时,总厚度每超出2mm,铆钉数目应按计算增加1%(最少应增加一个铆钉),但铆合总厚度不得超出铆钉直径7倍。 第三节 组合工字梁翼缘连接 第7.3.1条 组合工字梁翼缘和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条采取;βf应按第7.1.2条采取。 注:①当梁上翼缘受有固定集中荷载时,宜在该处设置顶紧上翼缘支承加劲肋。此时取F=0。 ②当腹板和翼缘连接焊缝采取焊透对接焊缝时,其强度可不计算。 第7.3.2条 组合工字梁翼缘和腹板铆钉(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 弧形支座板和平板自由接触(图7.4.2)承压应力应按下式计算: 第7.4.3条 滚轴和平板自由接触(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输,其连接焊缝、铆钉或螺栓应按最大压力15%计算;当压弯柱出现受拉区时,该区连接尚应按最大拉力计算。 第八章 结构要求 第一节 通常要求 第8.1.1条 钢结构结构应便于制作、安装、维护并使结构受力简单明确,降低应力集中。以受风载为主空腹结构,应努力争取降低受风面积。第8.1.2条在钢结构受力构件及其连接中,不宜采取:厚度小于5mm钢板;厚度小于3mm钢管;截面小于45×4或56×36×4角钢(对焊接结构)或截面小于50×5角钢(对螺栓连接或铆钉连接结构)。但第十一章轻型钢结构不受此限。 第8.1.3条 焊接结构是否需要采取焊前预热或焊后热处理等特殊方法,应依据材质、焊件厚度、焊接工艺、施焊时气温等综合原因来确定。在正常情况下,焊件厚度为:对低碳钢,不宜大于50mm;对低合金钢,不宜大于36mm。第8.1.4条为了确保结构空间工作,提升结构整体刚度,负担和传输水平力,预防杆件产生过大振动,避免压杆侧向失稳,和确保结构安装时稳定,应依据结构及其荷载不一样情况设置可靠支撑系统。在建筑物每一个温度区段或分期建设区段中,应分别设置独立空间稳定支撑系统。 第8.1.5条 单层房屋和露天结构温度区段长度(伸缩缝间距),当不超出表8.1.5数值时,可不计算温度应力。 注:①厂房柱为其它材料时,应按对应规范要求设置伸缩缝。围护结构可依据具体情况参考相关规范单独设置伸缩缝。 ②无桥式吊车房屋柱间支撑和有桥式吊车房屋吊车梁或吊车桁架以下柱间支撑,宜对称部署于温度区段中部。当不对称部署时,上述柱间支撑- 配套讲稿:
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