GB50017-2017《钢结构设计规范》.pdf
《GB50017-2017《钢结构设计规范》.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《GB50017-2017《钢结构设计规范》.pdf(48页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、GB50017-2017 钢结构设计规范 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
2、)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 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
3、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 附录 C 附录 D 附录 E 附录 F 梁的整体稳定系数 轴心受压构件的稳定系数 柱的计算长度系数 疲劳计算的构件和连接分类 桁架节点板在斜腹杆压力作用下的稳定计算 附:本规范用词说明 附:修改条文说明 其中下面打的节为新增,下面打的节为有较多修改。 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。 (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
4、应的分析。 ?P P H H l M=Hl +P? M=Hl 一阶分析二阶分析 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。 (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。 P P Pu P P Pcr Pcr 屈曲破坏 屈曲后强度 屈曲临界力 Pcr 极限承载力
5、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。 (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。 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)梁与柱刚性连接 受力过程梁柱间
6、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。 M 视同钢接 理想刚性 半刚性 视同铰接 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
7、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。 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、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。 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 安全等级 一级 破坏后果 很严重 严重 建筑物类型 重要的房屋 一般的房屋 次要的房屋 二级 三级不严重 对一般工业与民用建筑
8、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。 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。 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。 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
9、 GB/T 3811 规定的吊车工作级别为 A1 A8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。 在每个轮压处的横向水平力标准值为 Hk PK , max 式中PK , m a 吊车最大轮压标准值; 系数,一般软钩吊车 0.1 0 . 1 0.2 斗式磁盘吊车 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。 3.2.3 悬挂吊车的计算 同一跨间每条运行线上的台数
10、:梁式吊车 电动葫芦 不宜多于 2 台 不宜多于 1 台 3.2.4 框架分析的规定 1. 框架结构可采用一阶弹性分析 N u 0.1 时,宜采用二阶弹性 分析 2. 多层框架结构当 H h u 为层间侧移容许 值 N为所计算楼层各柱轴压力设计值之 和 H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 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 yQ i H ni 0.2 1 ns 250 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 Q42
11、0 ,y 1.25 (2)各杆件杆端的弯矩为 M M 1b 2iM 1s 1 2i Nu 1 Hh 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 大系数 u为按一阶弹性分析求得的第i 层的层间侧 移 (3)当2i 1.33时,宜增大框架结构 的刚度 H 3 H3 H 3 H 3+Hn3 H 2 H2 H 2 H 2+ H n2 u3 H 1 H1 H 1 H 1+ H n1 u2 u1 M M1b M 1s 4. 山形门式刚架的分析不能采用上述规定 3.3 材料选用 3.3.1 承重结构宜采用的钢材
12、宜采用 Q 235、Q 345、Q 390和Q 420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 z 镇静 钢 可以省略 Tz特殊镇静钢 质量等级: Q 235分 A 、B、C 、D Q 345分 A 、B、C、D、E 屈服点数值 2. 钢材性能 (1)Q 235: 化学成分与质量等级有关 A级含碳 0.14 0.22 B级 C 级 D 级 0.120.20 0.18 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、伸长率、冷弯与质量等级无关,但与钢材厚度有关。 冲击韧性与质量等级有关。 A不提供 B C D 20oC时 27J
13、0oC时 27J -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一般 25mm 。 (2)Q 345、Q 390、Q 420 化学成分与质量等级有关 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。 Q 345 A、B级伸长率( 5% )21 C 、D 、E级 A、B级 22 19 20 18 19 Q 390 Q 420 C 、D 、E级 A、B级 C 、D 、E级 冲击韧性 Q 345 A B C D E 不提供 Q390 20oC 时 34J 0oC 时 34J Q 420 -20oC 时 34J -40oC
14、时 27J A级钢冷弯试验为附加交货条件 3.2.2 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。 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,
15、钢材应具有冲击韧性的合格保证。 T 0 o C 应有常温冲击韧性合格保证 焊 接 结 构 工 作 温 度 Q235 、Q345 应有 0oC 冲击韧性合格保证 Q390 、Q420 应有-20oC冲击韧性合格保证 Q235 、Q345 应有-20oC冲击韧性合格保证 Q390 、Q420 应有-40oC冲击韧性合格保证 2 0 o CT 0 C o T 20oC 非 焊 接 结 构 T 20 T 20 o o C C 应有常温冲击韧性合格保证 工 作 温 度 Q235 、Q345 应有 0oC 冲击韧性合格保证 Q390 、Q420 应有-20oC冲击韧性合格保证 吊车起重量 50t的中级工作
16、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冲击韧性合格保证 当焊接承重结构采用 Z向钢时应符合厚度方向性能钢板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。 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 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 8.2 大跨度屋盖结构
17、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 L 250,当有吊天棚时,按活载可取 600。对无悬挂吊车的屋架,按恒活荷载可取 L500。 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
18、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 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 10 h f 或 50mm,其净距不应大于 15t (对受压构件)或 30t (对受拉构件),
19、 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 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 1.5 d0,但轧制边、自动气割边、锯割边采用一般螺栓 时1.2 d0 确定垂直于作用力方向的最小中距和边距时考虑了 ()钢材净截面的抗拉强度钢材的承压强度 ()毛截面屈服净截面破坏 ()避免在孔壁周围产生过度的应力集中 ()施工时便于操作 确定顺力方向的最小中距和边距时考虑了 ()母材承压强度母材抗剪切强度 ()钢板在端部不应被紧固件撕裂 ()施工时便于操作 (2)最大中心距 外排 内排 内排 内排 8
20、d0或 12t 16d0或 24t 12d0或 18t 16d0或 24t 垂直内力方向 顺内力且受压 顺内力并受拉 最大边距4d0或 8t 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 相邻角焊缝焊趾间净距 20mm 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 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 双
21、肢柱 di n1 . 5 h或 1.5 dc hc为柱脚截面长度尺寸 dc为圆管柱外径 di n0 . 5 h c 较大值bc为柱截面宽度 1 . 5 bc或 1.5 dc 最小深度 din 还不宜小于 500mm和吊装时钢柱长度的 120 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 180mm 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
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 钢结构设计规范 GB50017 2017 钢结构 设计规范
链接地址:https://www.31doc.com/p-5374643.html