学习资料大全钢结构设计规范样本.doc
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知识改变命运 勤奋塑造成功 整理人 落叶 时间 -4-15 天才是百分之九十九勤奋加百分之一灵感 钢结构设计规范GB50017 修订内容介绍 同 济 大 学 沈 祖 炎 11月 一、章节目录 1 总则 2 术语和符号 2.1 术语 2.2 符号 3 基础设计要求 3.1 设计标准 3.2 荷载和荷载效应计算 3.3 材料选择 3.4 设计指标 3.5 结构或构件变形要求 4 受弯构件计算 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计算 5 轴心受力构件和拉弯、压弯构件计算 5.1 轴心受力构件 5.2 拉弯构件和压弯构件 5.3 构件计算长度和许可长细比 5.4 受压构件局部稳定 6 疲惫计算 6.1 通常要求 6.2 疲惫计算 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 梁和柱刚性连接 7.5 连接节点处板件计算 7.6 支座 8 结构要求 8.1 通常要求 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)要求 8.6 大跨度屋盖结构 8.7 提升严寒地域结构抗脆断能力要求 8.8 制作、运输和安装 8.9 防护和隔热 9 塑性设计 9.1 通常要求 9.2 构件计算 9.3 许可长细比和结构要求 10 钢管结构 10.1 通常要求 10.2 结构要求 10.3 杆件和节点承载力 11 钢和混凝土组合梁 11.1 通常要求 11.2 组合梁设计 11.3 抗剪连接件计算 11.4 挠度计算 11.5 结构要求 附录A 结构或构件变形许可值 附录B 梁整体稳定系数 附录C 轴心受压构件稳定系数 附录D 柱计算长度系数 附录E 疲惫计算构件和连接分类 附录F 桁架节点板在斜腹杆压力作用下稳定计算 附:本规范用词说明 附:修改条文说明 其中下面打—节为新增,下面打~~节为有较多修改。 二、增加部分新概念 2.1. 一阶分析和二阶分析 (1)一阶分析为不考虑结构变形对内力产生影响,依据未变形结构平衡条件分析结构内力及位移。 (2)二阶分析为考虑结构变形对内力产生影响,依据变形结构平衡条件分析结构内力及位移,也称考虑P—Δ效应分析。 l P M=Hl H ∆ P M=Hl+P∆ H 一阶分析 二阶分析 2.2. 屈曲和屈曲后强度 (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变形忽然变为另一平衡状态另一性质变形,出现这种状态称为整个结构或构件出现屈曲。 (2)屈曲强度和屈曲后强度 结构或构件出现屈曲后其承载能力依据结构或构件具体情况有两种可能。一个为出现屈曲时结构或构件已达成最大承载力,屈曲出现即标志结构或构件破坏。另一个为出现屈曲时,结构或构件并未达成最大承载力,仍有后继承载能力,即屈曲后强度。 P Pcr ∆ P ∆ Pu P ∆ Pcr P ∆ 屈曲后强度 屈曲破坏 屈曲临界力Pcr 极限承载力Pu 2.3. 无支撑框架、强支撑框架、弱支撑框架 (1)无支撑框架 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。 (2)强支撑框架 强支撑框架在框架平面内有刚度很强支撑,当框架整体失稳时,在框架平面内侧移将受到刚度很强支撑约束,不能发生或侧移很小能够略去侧移对结构受力影响。 (3)弱支撑框架 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,在框架平面内侧移虽会受到约束,但仍能发生一定侧移,并对结构受力有影响。 无支撑框架 强支撑框架 弱支撑框架 2.4. 刚性连接、铰接、半刚性连接 (1)梁和柱刚性连接 受力过程梁柱间交角不变,同时连接应含有充足强度。 (2)梁和柱铰接 连接应有充足转动能力,且能有效地传输横向剪力和轴心力。 (3)梁和柱半刚性连接 只含有有限转动刚度,承受弯矩时会产生交角改变;内力分析时,必需预先确定连接弯矩-转角特征曲线。 梁柱连接性能 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和无对称轴截面轴心受压构件失稳属于这种情况。 弯曲失稳 扭转失稳 弯扭失稳 构件失稳时截面位移投影图 三、相关基础设计要求 3.1 设计标准 3.1.1 设计方法 设计方法和旧规范相同,但可靠度指标有改变。 旧规范设计目标安全度量是按可靠性指标校准值平均值上下浮动0.25进行总体控制。 现规范设计目标安全度是按可靠性指标不得低于校准值平均值进行总体控制。 3.1.2 安全等级 按《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068要求见下表 安全等级 破坏后果 建筑物类型 一 级 很严重 关键房屋 二 级 严 重 通常房屋 三 级 不严重 次要房屋 对通常工业和民用建筑钢结构,按中国已建成房屋用概率设计方法分析结果,安全等级应为二级。 对跨度等于或大于60m大跨度结构如大会堂、体育馆、飞机库等安全等级宜取一级。 3.1.3 吊车梁等疲惫和挠度计算 按作用在跨间内荷载效应最大一台吊车荷载标准值不乘动力系数确定。 3.2 荷载和荷载效应计算 3.2.1 设计工作寿命 规范要求设计工作寿命为50年。 对设计使用年限为25年结构构件,γo不应小于0.95。γo为结构关键性系数。 3.2.2 吊车摆动水平力 计算重级工作制吊车梁(桁架)及其制动结构强度、稳定性及连接强度时,应考虑由吊车摆动引发横向水平力。 《起重机设计规范》GB/T 3811要求吊车工作等级为A1-A8级。《建筑结构荷载规范》中吊车荷载状态通常为轻级工作制相当于A1-A3级,中级工作制相当于A4、A5,重级工作制相当于A6~A8,其中A8为特重级。但设计人员必需时可依据吊车具体操作情况作合适调整。如检修吊车可按轻级工作制设计等等。 在每个轮压处横向水平力标准值为 式中 ──吊车最大轮压标准值; ──系数,通常软钩吊车 斗式磁盘吊车 硬钩吊车 摆动横向水平力能够双向作用,且不和荷载规范要求制动水平力同时作用。 3.2.3 悬挂吊车计算 同一跨间每条运行线上台数:梁式吊车 不宜多于2台 电动葫芦 不宜多于1台 3.2.4 框架分析要求 1. 框架结构可采取一阶弹性分析 2. 多层框架结构当初,宜采取二阶弹性分析 为层间侧移许可值 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水平力之和 h为所计算楼层高度 3. 二阶弹性分析近似计算方法以下 (1)每层柱顶附加一假想水平力Hni Qi为第i楼层总重力荷载设计值 ns为框架总层数 为钢材强度影响系数,对Q235, Q345, Q390, Q420, (2)各杆件杆端弯矩为 M1b为框架无侧移时按一阶弹性分析杆端弯矩 M1s为框架有侧移时按一阶弹性分析杆端弯矩 为考虑二阶效应第i层杆端侧移弯矩增大系数 为按一阶弹性分析求得第i层层间侧移 (3)当初,宜增大框架结构刚度 H3 H2 H1 H3 H2 H1 H’3+Hn3 H’2+ Hn2 H1+ Hn1 H’3 H’2 H’1 Du3 Du2 Du1 M M1b M1s 4. 山形门式刚架分析不能采取上述要求 3.3 材料选择 3.3.1 承重结构宜采取钢材 宜采取Q235、Q345、Q390和Q420钢。 1. 钢材牌号表示方法 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 2. 钢材性能 (1)Q235: l 化学成份和质量等级相关 A级 含碳 0.14~0.22 B级 0.12~0.20 C级 0.18 D级 0.17 A级C、Si、Mn含量不作为交货条件。 l 力学性能 屈服点、抗拉强度、伸长率、冷弯和质量等级无关,但和钢材厚度相关。 冲击韧性和质量等级相关。 A 不提供 B 20ºC时27J C 0ºC时27J D -20ºC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通常25mm。 (2)Q345、Q390、Q420 l 化学成份和质量等级相关 l 力学性能 屈服点、抗拉强度、冷弯和质量等级无关,但和钢材厚度相关。 伸长率、冲击韧性和质量等级相关。 Q345 A、B级 伸长率()21 C、D、E级 22 Q390 A、B级 19 C、D、E级 20 Q420 A、B级 18 C、D、E级 19 冲击韧性 Q345 A 不提供 Q390 B 20ºC时34J Q420 C 0ºC时34J D -20ºC时34J E -40ºC时27J A级钢 冷弯试验为附加交货条件 3.2.2 材料选择 (1)应依据结构关键性、荷载特征、结构形式、应力状态、连接方法、钢材厚度、 工作环境等原因综合考虑。 (2)选择要求 l 承重结构钢材应含有抗拉强度、伸长率、屈服强度和硫、磷含量合格确保,对焊接结构尚应含有含碳量合格确保。 l 关键焊接结构不能使用Q235-A级钢,因为Q235-A级钢碳含量不作为交货条件,即不作为确保,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,所以如发生事故,生产厂在法律上不负任何责任。 l 焊接承重结构和关键非焊接承重结构,还应含有冷弯试验合格确保。 l 需要验算疲惫结构,钢材应含有冲击韧性合格确保。 焊 接 结 构 工 作 温 度 应有常温冲击韧性合格确保 Q235、Q345应有0oC冲击韧性合格确保 Q390、Q420应有-20oC冲击韧性合格确保 Q235、Q345应有-20oC冲击韧性合格确保 Q390、Q420应有-40oC冲击韧性合格确保 非 焊 接 结 构 工 作 温 度 应有常温冲击韧性合格确保 Q235、Q345应有0oC冲击韧性合格确保 Q390、Q420应有-20oC冲击韧性合格确保 l 吊车起重量≥50t中级工作制吊车梁,对冲击韧性要求和需验算疲惫构件相同 l 关键受拉或受弯焊接结构,厚度较大钢材应有冲击韧性合格确保 l 当焊接承重结构采取Z向钢时应符合《厚度方向性能钢板》GB/T5313要求 l 有些人认为将硫、磷含量控制在小于0.01就能够预防层状撕裂问题,也有些人提出在上述要求下,再辅以对厚钢板作全方面超声波探伤,排除内部缺点,就能够替换Z向钢要求,这是不正确。 l 以下情况不应采取Q235沸腾钢 焊接结构:1)需要验算疲惫 2)工作温度<-20 oC直接收动力荷载 3)工作温度<-20 oC受弯及受拉 4)工作温度≤-30oC 非焊接结构:工作温度≤-20 oC需要验算疲惫 3.4 设计指标 查规范相关表格 3.5 结构或构件变形要求 1. 变形限值 查规范附录A 当有实践经验或有特殊要求时,可进行合适调整。 2. 起拱要求 当有实践经验或有特殊要求时,可依据不影响正常使用和观感标准对变形许可值进行合适调整。 可对横向受力构件进行起拱 起拱大小:通常为恒载标准值加活载标准值产生挠度 起拱后挠度计算应为恒载和活载标准值产生挠度减去起拱值。 四、受弯构件计算 4.1 强度 和原规范相同 4.2 整体稳定 和原规范相同 4.3 局部稳定 4.3.1 局部稳定分析要求 1. 承受静力荷载和间接承受动力荷载组合梁 宜考虑腹板屈曲后强度 2. 直接承受动力荷载吊车梁及类似构件及不考虑屈曲后强度组合梁 应按要求配置加劲肋并计算腹板局部稳定性。 4.3.2 梁腹板局部稳定计算 a tw ho hc 1. 配置横向加劲肋腹板 F hR hy (1)计算 受压翼缘扭转受约束 受压翼缘扭转未受约束 (2)计算 (3)计算 2. 配置横向加劲肋和纵向加劲肋腹板 a I II h1 h2 ho 区格I 区格II 公式中等计算公式从略,可查阅新规范 3. 新、旧规范差异 (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 4.4 组合梁腹板考虑屈曲后强度计算 1. 适用范围 (1)工字形截面组合梁 (2) (3)承受静力荷载 2. 屈曲后强度基础原理 (1)含有大宽厚比腹板梁抗剪强度 (ⅰ)工形截面腹板抗剪屈曲后张力场理论 张力场理论说明实腹钢梁腹板失稳后、腹板受拉方向形成斜向张力场,使钢梁转化成桁架方法受力,能继续负担荷载,直到梁受压翼缘失稳破坏。 由下图能够看出,加劲肋会受到轴心压力。 (ⅱ)考虑屈曲后强度梁抗剪强度 依据张力场理论,规范采取公式为 当初, 当初, 当初, (2)含有大宽厚比腹板梁抗弯强度 (ⅰ)I形截面腹板抗弯屈曲后有效截面理论 为腹板受压区有效高度系数,规范采取公式为 当初, 当初, 当初, (ⅱ)考虑屈曲后强度梁抗弯强度 为截面塑性发展系数 为梁截面模量考虑腹板有效高度折减系数 为梁截面全部有效时惯性矩 为梁截面全部有效时算得腹板受压区高度 (3)含有大宽厚比腹板梁在弯矩和剪力同时作用下强度 规范采取相关公式 3. 计算公式 M、V为计算区格内梁平均弯矩和平均剪力设计值, 当初,取 当初,取 Mf为梁翼缘所能负担弯矩设计值 Af1、h1为较大翼缘截面积及其形心到梁中和轴距离 Af2、h2为较小翼缘截面积及其形心到梁中和轴距离 Meu、Vu为梁抗弯和抗剪承载力设计值 (1)计算 当初 时 时 (2)计算 当初 时 时 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文计算公式时,应在两侧成对配置中间横向加劲肋。(腹板仍需按本条文公式验算抗弯和抗剪承载力) 中间横向加劲肋截面尺寸除应满足结构要求外,尚需按轴心受力计算在腹板平面外稳定性,轴心压力为 为作用于中间支承加劲肋上端集中压力。 支座加劲肋应按压弯构件计算强度和腹板平面外稳定。 ho H ho/4 R 支座加劲肋受力图所表示 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距离。 五、轴心受力构件和拉弯、压弯构件计算 5.1 轴心受力构件 5.1.1 强度 和原规范相同 5.1.2 稳定 l 计算公式和原规范相同 增加:(1)板厚t40mm时截面分类及d曲线 (2) 增加和修改单轴对称截面弯矩失稳计算时长细比计算方法 1. 单轴对称截面轴心受力构件绕对称轴失稳弯扭失稳问题 (ⅰ)弯扭失稳临界力 依据弹性稳定理论,弯扭失稳临界方程为 式中y轴为对称轴 为绕y轴欧拉临界力 为绕y轴弯扭失稳临界力 为扭转屈曲临界力 为截面剪心在对称轴上坐标 为对于剪心极回转半径 、为绕x轴和y轴回转半径 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 令 lyz为弯扭失稳长细比 由上式可得 为扭转屈曲计算长度 这么即可由查得 2. 单轴对称截面轴心受力构件弯扭稳定换算长细比 eo为截面形心至剪心距离 io为截面对剪心极回转半径 lw为扭转屈曲计算长度 It为毛截面抗扭惯性矩 Iw为毛截面扇性惯性矩,对于T形(包含双角钢)、十形、L形截面可取Iw=0 3. 角钢截面简化公式 为了简化常见截面计算,作以下假设 (ⅰ)T形、十字形和角形截面取=0,有 (ⅱ)等边单角钢主轴回转半径, 剪心坐标, (ⅲ)双角钢组合T形截面 即可得到简化公式以下 (1)等边单角钢 时 时 (2)等边双角钢 时 时 (3)长肢相并不等边双角钢 时 时 b2为短肢长度 (4)短肢相并不等边双角钢 b1为长肢长度 (5)等边单角钢绕u轴失稳时 u u 5.1.3 用作降低轴心受压构件自由长度支撑设计 1. 支撑轴线应经过被撑构件截面剪心 双轴对称截面,剪心和形心重合 单轴对称T形(包含双角钢)、L形截面剪心在两板件相交点 2. 支承所受力 单根柱设置一道支撑时 支撑在柱高度中央 支撑在柱高处 单根柱设置m道支撑,等距或不等距但不超出平均间距20%时 n根柱被一道设置在柱高中央支撑撑住时 为n根柱轴心压力设计值之和 3. 支撑同时负担结构上其它作用效应时,其轴力可不和上述支撑力叠加 5.2拉弯构件和压弯构件 5.2.1 强度 和原规范相同 5.2.2稳定 和原规范相同 5.3构件计算长度和许可长细比 l 桁架弦杆、单系腹杆、再分式腹杆、单层厂房阶形柱计算长度计算和原规范相同 l 桁架交叉腹杆和单层、多层框架等截面柱计算长度计算作了补充和修改 5.3.1框架等截面柱稳定计算 1.无支撑框架 (1)当采取一阶弹性分析时,框架柱计算长度系数μ按有侧移框架计算 (2)当采取二阶弹性分析时,框架柱计算长度系数μ=1 2.有支撑框架 (1)当支撑结构侧移刚度(产生单位侧倾角水平力) Sb大于下式时,为强支撑框架 为层间全部框架柱用无侧移框架和有侧移框架柱计算长度系数算得轴压杆稳定承载力之和。 框架柱计算长度μ按无侧移框架计算。 (2)当支撑结构侧移刚度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计算长度系数算得轴压杆稳定系数。 5.3.2 桁架交叉腹杆计算长度 1. 桁架平面内,取节点中心到交叉点间距离 2. 桁架平面外,当两交叉杆长度相等时 (1) 压杆 1) 相交杆受压,两杆截面相同,在交叉点均不中止 2) 相交杆受压,另一杆在交叉节点板处中止 3) 相交杆受拉,两杆截面相同,在交叉点均不中止 4) 相交杆受拉,受拉杆在交叉点节点板处中止 5) 相交杆受拉,在交叉点处不中止,而计算压杆中止 若,或拉杆 l为桁架节点中心间距离,交叉点不作为节点考虑 N为所计算压杆内力,取绝对值 N0为相交杆内力,取绝对值 当两杆均受压时,应取 (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距离 5.3.3框架柱计算长度修正 1. 附有摇摆柱(两端斜接柱)时 无支撑框架柱、弱支撑框架柱计算长度应乘以增大系数 为各框架柱轴心压力设计值和柱子高比值之和 为各摇摆柱轴心压力设计值和柱子高比值之和 摇摆柱计算长度为其几何长度 2. 梁柱连接为半刚性时,柱计算长度应考虑半刚性影响 5.3.4构件许可长细比 增加了跨度60m桁架中构件要求,其它和原规范相同 跨度60m桁架中 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 5.4局部稳定 局部稳定要求和原规范相同,仅增加了热轧部分T形钢局部稳定要求和对焊接T形钢要求作了修改,即 轴心受压构件和弯矩使腹板自由边受拉压弯构件 热轧部分T形钢腹板高度和其厚度之比 焊接T形钢腹板高度和其厚度之比 弯矩使腹板自由边受压压弯构件 当初,腹板高度和其厚度之比 当初,腹板高度和其厚度之比 为长细比 ,压应力取正,拉应力取负 六、疲惫计算 和原规范相同,仅构件和连接分类有少许修改 七、连接计算 增加了下列要求 (1)焊缝质量等级选择 (2)梁和柱刚性连接 (3)连接节点板件计算 7.1焊缝质量等级选择 1. 需进行疲惫计算构件中 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. 不需进行疲惫计算构件中 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中级工作制吊车梁 腹板和上翼缘 之间T形焊透焊缝,不低于二级 吊车桁架和节点板 4. 梁腹板和翼缘之间采取角焊缝时 对吊车梁 外观二级 对通常梁 外观三级 7.2梁和柱刚性连接 1. 工形梁和H形柱翼缘相连,柱腹板不设加劲肋时 (1)柱腹板tw应满足 be a hy Afc为梁受压翼缘截面积 fb、fc为梁和柱钢材抗拉、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应满足 Aft梁受拉翼缘截面积 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 7.3 节点板计算 1.节点板强度计算 a1 a2 a3 l3 l2 l1 l1 l1 l2 a1 a2=0 N N 2.桁架节点板强度计算 θ θ be be θ θ 扩散角 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 无须验算 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.节点板自由边长度Lf和厚度t之比不得大于,不然应沿自由边设加劲肋。 7.4 焊接计算 7.4.1 直角角焊缝强度计算 1. 直角角焊缝性能 角焊缝应力状态极为复杂,其计算公式建立只能依靠试验。依据中国外大量试验结果,直角角焊缝强度条件用下式表示 为垂直于焊缝有效截面应力 为有效截面上垂直于焊缝长度方向剪应力 为有效截面上平行于焊缝长度方向剪应力 为角焊缝强度设计值 代入上式即可得强度计算公式 2. 强度计算公式 为正面角焊缝强度增大系数 直接承受动力荷载时 静力荷载等其它荷载时 角焊缝计算厚度 角焊缝计算长度 3. 三向受力时 代入前式后,可得 因为研究不透,规范未列入,如有这种受力状态,提议 7.4.2 斜角角焊缝强度计算() (1)计算公式和直角角焊缝相同,但取 (2)计算厚度时取用以下 当、或时, 当、或时, 7.4.3 部分焊透对接焊缝 (1)计算公式和直角角焊缝相同 (2)计算厚度取用以下 V形坡口 单边V形 K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 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钢系数 修改了 Q345钢、Q390钢部分系数,将0.55改为0.50 P为一个螺栓预拉力,按表取用 修改了 8.8级预拉力,约增加10% 2. 螺栓抗拉连接 3. 同时受剪受拉时 、为某个高强度螺栓所承受剪力和拉力 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工作性能图所表示。在1点以前,因为预拉力存在,产生较大摩擦力,连接不发生滑移。剪力超出1点值后,连接发生滑移,并由承压力抵御剪力直到连接承压破坏,即顶点2,此时连接达成极限承载力。 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 2. 应用范围及要求 (1)不应用于直接承受动力荷载结构 不宜用于承受反向内力连接 (2)预拉力P应和摩擦型相同 (3)接触面不要求抗滑移处理,但应清除油污及浮锈 3. 计算公式 (1)抗剪连接 和一般螺栓相同 (2)螺栓抗剪连接 和一般螺栓相同 (3)同时受剪受拉时 、为某个高强度螺栓所受剪力和拉力 、、为一个高强度螺栓受剪、受拉和承压承载力设计值 八、结构要求 增加了(1)提升严寒地域结构抗脆断能力要求 (2)大跨度屋盖结构 其它部分仅有少许修订。 8.1提升严寒地域结构抗脆断能力要求 1. 应尽可能降低应力集中。在工作温度低于-30oC地域,焊接构件宜采取较薄板件 2. 在工作温度≤-20oC地域,焊接结构结构宜符合 (1)桁架节点板上,相邻焊缝焊趾间净距大于2.5t (2)节点板对接焊缝处于两侧做成半径大于60mm平缓过渡并予打磨 r (3)构件拼接部位 ≥5t 3. 在工作温度≤-20oC地域,焊接结构施工宜符合 (1)安装连接宜采取螺栓连接 (2)受拉构件钢材采取自动气割、或为轧制边,不然对t>10mm钢材采取手工 气割或剪切边时,应全长刨边 (3)应采取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 8.2 大跨度屋盖结构要求(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改变等对其内力影响 2. 应进行吊装阶段验算 3. 当构件内力较大或动力荷载较大时,节点宜采取高强度螺栓摩擦型连接 4. 对有悬挂吊车屋架,按恒+活荷载挠度许可值可取,按活荷载可取。对无悬挂吊车屋架,按恒+活荷载可取,当有吊天棚时,按活载可取。 8.3对以下几点增加了提醒条文 1. 钢结构结构应降低应力集中,避免材料三向受拉 2. 焊接厚度大于20mm角接接头焊缝,应采取收缩时不易引发层状撕裂结构 3. 沿杆轴方向受拉螺栓连接中端板,应合适增加其刚度,以降低撬力时螺栓抗拉承载力不利影响 4. 对吊车梁横向加劲肋结构和连接作了较具体要求 5.设计使用年限25年建筑物,对使用期间不能重新油漆构件部位应采取特殊防锈方法 8.4其它修改内容 1. 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、施焊时气温和结构性能要求等综合原因来确定,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提议。 2. 在次要构件或次要焊接连接中,可采取断续角焊缝。继续角焊缝焊段长度不得小于10或50mm,其净距不应大于15t(对受压构件)或30t(对受拉构件),t为较薄焊件厚度 这次修订时增加了焊段最小长度,方便于操作 3. 螺栓或铆钉最大、最小许可距离要求作了修改 (1)最小中心距 最小边距 顺内力方向 垂直内力方向,但轧制边、自动气割边、锯割边采取通常螺栓时 确定垂直于作用力方向最小中距和边距时考虑了 (ⅰ)钢材净截面抗拉强度钢材承压强度 (ⅱ)毛截面屈服净截面破坏 (ⅲ)避免在孔壁周围产生过分应力集中 (ⅳ)施工时便于操作 确定顺力方向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 顺内力并受拉 16d0或24t 最大边距 4d0或8t 确定顺内力方向最大中心距和边距时考虑了钢板紧密贴合和钢板稳定。 确定垂直内力方向最大中心距和边距时考虑了钢板紧密贴合。 4. 当焊接桁架杆件用节点板连接时 弦杆和腹板、腹板和 腹杆间间隙 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(不包含钢管结构) 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要求 5. 增加了插入式柱脚结构要求 插入式柱脚中,钢柱插入混凝土基础杯口最小深度 实腹柱 或 为柱脚截面长度尺寸 为圆管柱外径 双肢柱 或 最小深度还不宜小于500mm和吊装时钢柱长度 6. 增加了埋入式柱脚和外包式柱脚结构要求 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,在钢柱四面外包混凝土。 埋入式柱脚混凝土保护层厚度 外包式柱脚外包混凝土厚度 钢柱埋入部分和外包部分均宜在柱翼缘上设置焊钉 焊钉直径 中心距 埋入式柱脚在埋入部分顶部应设置水平加劲肋或隔板。 7. 增加了焊接吊车梁T形接头要求焊透焊缝形式 8. 对吊车梁横向加劲肋结构作了补充要求以下 吊车梁横向加劲肋宽度不宜小于90mm。 在支座处横向加劲肋应在腹板两侧成对设置,并和梁上下翼缘刨平顶紧。 中间横向加劲肋上端应和梁上翼缘刨平顶紧。 在重级工作制吊车梁中,中间加劲肋应在腹板两侧成对部署,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和受拉翼缘相焊,其下端宜距受拉下翼缘50~100mm,其和腹板连接焊缝不宜在肋下端起落弧。端加劲肋可和梁上、下翼缘相焊。 9. 明确提出重级工作制吊车梁中,上下翼缘和制动梁连接可采取高强度螺栓摩擦型连接或焊缝连接。 九、塑性设计 本章和旧规范基础一样,仅对钢材性能作了下列要求: 按塑性设计时,钢材力学性能应满足强曲比,伸长率对应于抗拉强度应变大于20倍屈服点应变 同时取消旧规范对钢材和连接强度设计值采取折减系数0.9 十、钢管结构 本章修改后作了较大扩充。除原有圆钢管结构外,增加了方钢管结构。 10.1 通常要求增加了下列内容 1. 方管或矩形管不应超出 2. 管材不应采取、屈强比钢材 3. 管壁厚不宜大于25mm 4. 桁架节点可视为铰接条件是 桁架平面内杆件节间长度和截面高度(或直接)之比 大于 12(主管) 24(支管) 5. 支管和主管连接节点偏心不超出下式时,在计算节点和受拉主管承载力时可忽略因偏心引发弯矩影响;受压主管必需考虑偏心弯矩影响。 10.2 结构要求增加了下列内容 1. 上图中两支管间隙a应大于两支管壁厚之和 2. 对支管搭接结构作了具体要求 (搭接在制作上有难度,要注意) 10.3 杆件和节点承载力 10.3.1 圆管部分作了以下修改 1. 公式适用范围 为支管外径和主管外径之比 、为支管外径和壁厚 、为主管外径和壁厚 为主管轴线和主管轴线之夹角 为空间管节点支管横向夹角 2. 对于X节点计算公式 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承载力设计值 3. 对于T、Y形节点合适降低5%,系数由12.12降低为11.51,即 支管受压 支管受拉 当初 当初 4. 对于K形节点 支管受压 其它未变 5. 增加K形节点 6. 增加TT形节点 7. 修改依据 旧规范节点承载力计算公式是依据当初300余试验数据经分析和统计得到; 新规范修改则是在多年来中国外1546个试验数据基础上考虑到试件尺寸效应影响,删去节点尺寸过小试验数据后,以824个试验数据为依据经分析研究和数理统计后得出。 新规范和旧规范相比含有下列优点: (1)适用范围扩大,基础能满足新结构设计需要; (2)规范公式和试验数据对比统计量包含平均值、均方差、离散度、置信度和最大和最小偏离值等全部较旧规范有所改善 10.3.2 方管部分为修订时增加内容 1. 节点处支管和主管相焊时焊缝张度计算方法为 角焊缝计算厚度取平均计算厚度=0.7 焊缝计算长度为 有间隙K形和N形节点 T、y、X形节点 以上公式基于试验结果,考虑了焊缝传力不均匀。 2. 节点承载力计算公式适用范围 、: T、y、X形节点 间隙K形、N形节点 及 搭接K形、N形节点 、: 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 多种节点 、 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 式中为 对于T、y、X形节点 对于K、N形节点- 配套讲稿:
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