【正文】 需要進(jìn)行疲勞計(jì)算的結(jié)構(gòu)，斜角坡度不應(yīng)大于l:4(保留88規(guī)范規(guī)定)。7. 復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)鋼材的屈服強(qiáng)度f(wàn)y可視為鋼材在單向拉伸(或壓縮、彎曲)下彈性與塑性工作的分界標(biāo)志：亦即當(dāng)正應(yīng)力。σ＜fy時(shí)鋼材在彈性狀態(tài)下工作；當(dāng)σ≥ fy時(shí)則在塑性狀態(tài)下工作。在實(shí)際鋼結(jié)構(gòu)中，鋼材常是在雙向或三向的復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下工作，這時(shí)鋼材的屈服與六個(gè)應(yīng)力分量都有關(guān)。試驗(yàn)表明，第四強(qiáng)度理論即形狀改變能密度理論給出的屈服條件能夠較好地描述接近于理想彈塑性體的鋼材的彈塑性工作性能。外荷載做功使單元體發(fā)生應(yīng)變從而引起體積和形狀改變，單元體內(nèi)相應(yīng)聚積體積改變和形狀改變兩種應(yīng)變能。形狀改變能量強(qiáng)度理論認(rèn)為外荷載對(duì)單元體單位體積所做的形狀改變功或單元體單位體積內(nèi)所聚積的形狀改變應(yīng)變能達(dá)到一定數(shù)量時(shí)就會(huì)引起鋼材的屈服。或σeq＜fy 材料處于彈性工作狀態(tài)σeq ≥ fy 材料進(jìn)入塑性工作狀態(tài)σeq——為折算應(yīng)力fy　——為鋼材單向拉伸(壓縮)的屈服點(diǎn)。討論：(1) 如果在六個(gè)應(yīng)力分量σx、σy、σz、τxy、τyz、τzx中有的不存在，則計(jì)算時(shí)取其0；(2) 鋼材的屈服僅取決于三向主應(yīng)力的差的平方和的大小，而不是三向主應(yīng)力的自身值。當(dāng)τxy=τyz=τzx=0 σx=σy=σz=10 fy 或σx=σy=σz=－10 fy σeq=0＜fy 鋼材處于彈性工作狀態(tài)這時(shí)單元體的變形主要是各向相同的伸長(zhǎng)或縮短引起的體積改變，其形狀基本保持不變，故其形狀改變應(yīng)變能密度很小，致使塑性變形遭到遏制。因而，即使各主應(yīng)力值很高，材料也很難進(jìn)入屈服和有明顯的變形。但是，由于高應(yīng)力會(huì)在鋼材中聚積很大的體積改變應(yīng)變能，一旦應(yīng)力達(dá)到材料極限強(qiáng)度時(shí)，便發(fā)生無(wú)明顯變形征兆的突然劇烈的脆性破壞。當(dāng)τxy=τyz=τzx=0 σx= fy　σy =0　　σz=－ fy σeq= fy＞fy 鋼材進(jìn)入塑性工作狀態(tài)說(shuō)明，同號(hào)應(yīng)力場(chǎng)作用，鋼材的強(qiáng)度提高，但塑性下降；異號(hào)應(yīng)力場(chǎng)作用，鋼材的強(qiáng)度下降，但塑性提高。應(yīng)力集中不僅使應(yīng)力成倍地提高，而且產(chǎn)生的是同號(hào)應(yīng)力場(chǎng)，所以十分不利。(3) 令單元體只承受一個(gè)切應(yīng)力，如τxy=τ，τyz=τzx=σx=σy=σz=0則 當(dāng)τ不斷增大，一直到，這時(shí)的τ就是鋼材的剪切屈服點(diǎn)fvy，即同樣考慮抗力分項(xiàng)系數(shù)后，得說(shuō)明：167。當(dāng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中采用不銹鋼時(shí)，也可用該式計(jì)算抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(抗力分項(xiàng)系數(shù)γR＝)。8. 重復(fù)荷載在重復(fù)荷載作用下，鋼材容易產(chǎn)生疲勞破壞。 鋼材的品種、牌號(hào)及其選用1. 品種和牌號(hào)(1) 碳素結(jié)構(gòu)鋼Q235—A(B、C、D)F(Z、TZ)質(zhì)量等級(jí)：A　沒(méi)有韌性(沖擊功)要求　　　　　B　 20℃　 沖擊功Akv≥27J　　　　　C　 0℃　沖擊功Akv≥27J　　　　　D?。?0℃　沖擊功Akv≥27J脫氧程度：F　　沸騰鋼Z　　鎮(zhèn)靜鋼，一般省略不標(biāo)，代表A、B、C三級(jí)TZ　 特殊鎮(zhèn)靜鋼，一般省略不標(biāo)，代表D級(jí)(2) 低合金(高強(qiáng)度)結(jié)構(gòu)鋼Q345(Q390、Q420)—A(B、C、D、E) 質(zhì)量等級(jí)：A　沒(méi)有韌性(沖擊功)要求　　　　　B　 20℃　 沖擊功Akv≥34J　　　　　C　 0℃　沖擊功Akv≥34J　　　　　D?。?0℃　沖擊功Akv≥34J　　　　　E　－40℃　沖擊功Akv≥27J脫氧程度：A、B、C級(jí)都是鎮(zhèn)靜鋼　D、E都是特殊鎮(zhèn)靜鋼。另外還有規(guī)范沒(méi)正式列入的Q29Q460。 在受力大的承重鋼結(jié)構(gòu)中采用Q345，可較Q235鋼節(jié)省鋼材15～25%。(3) 高層建筑結(jié)構(gòu)用鋼板Q235GJ、(Q345 GJ、Q235GJZ、Q345 GJZ)—C(D、E) 質(zhì)量等級(jí)：C　 0℃　沖擊功Akv≥34J　　　　　D?。?0℃　沖擊功Akv≥34J　　　　　E?。?0℃　沖擊功Akv≥34J Z為厚度方向性能級(jí)別Z1Z25和Z35的縮寫(xiě)。并將增加兩個(gè)級(jí)別的Q390、Q420高層建筑結(jié)構(gòu)用鋼板。(4) 寶鋼集團(tuán)新開(kāi)發(fā)的耐火耐候鋼，其耐候性為普通鋼的2～8倍，其耐火性能為600℃時(shí)，鋼材的屈服點(diǎn)降低幅度不超過(guò)30%，而價(jià)格只比普通鋼貴10%。有條件時(shí)，應(yīng)優(yōu)先采用耐為耐候鋼，以提高結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性。2. 鋼材選用(1) 鋼材選用的基本原則(167。，主要是防止脆性斷裂)1) 結(jié)構(gòu)的重要性　安全等級(jí)高者應(yīng)選用較好的鋼材。2) 荷載特征 結(jié)構(gòu)所受荷載可為靜力或動(dòng)力的；經(jīng)常作用、有時(shí)作用或偶然出現(xiàn)(如地震)的；經(jīng)常滿載或不經(jīng)常滿載的等。應(yīng)根據(jù)荷載的上述特點(diǎn)選用適當(dāng)?shù)匿摬?，并提出必要的質(zhì)量保證項(xiàng)目要求。對(duì)直接承受動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)選用質(zhì)量和韌性較好的鋼材；對(duì)承受靜力或間接動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)構(gòu)件可采用一般質(zhì)量的鋼材。3) 結(jié)構(gòu)形式靜定結(jié)構(gòu)還是超靜定結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)的跨度、傳力路徑的多少。靜定結(jié)構(gòu)沒(méi)有內(nèi)力重分布，應(yīng)選用較好的鋼材，而超靜定結(jié)構(gòu)可以利用塑性內(nèi)力重分布，可選用一般質(zhì)量鋼材。跨度大的應(yīng)該選用好的鋼材。單路徑傳力應(yīng)選用優(yōu)質(zhì)鋼材，而多路徑傳力時(shí)可選用普通鋼材。4) 應(yīng)力狀態(tài)拉應(yīng)力容易使構(gòu)件斷裂，所以受拉和受彎的構(gòu)件應(yīng)選用較好的鋼材，而受壓或壓彎構(gòu)件的鋼材可選用一般質(zhì)量鋼材。5) 連接方法 鋼結(jié)構(gòu)連接可為焊接或非焊接(螺栓或鉚釘)。對(duì)于焊接結(jié)構(gòu)，焊接使構(gòu)件內(nèi)產(chǎn)生很高的焊接殘余應(yīng)力；焊接構(gòu)造和很難避免的焊接缺陷常使結(jié)構(gòu)存在類裂紋性損傷；焊接結(jié)構(gòu)的整體連續(xù)性和剛性較好易使缺陷或裂紋互相貫穿擴(kuò)展；此外，碳和硫的含量過(guò)高會(huì)嚴(yán)重影響鋼材的焊接性。因此，焊接結(jié)構(gòu)鋼材的質(zhì)量要求應(yīng)高于同樣情況的非焊接結(jié)構(gòu)鋼材，碳、硫、磷等有害元素的含量應(yīng)較低，塑性和韌性應(yīng)較好。6) 鋼材厚度厚度大的鋼材由于軋制時(shí)壓縮比小，其強(qiáng)度、沖擊韌性和焊接性能都較差；且易產(chǎn)生三向殘余應(yīng)力。因此，構(gòu)件厚度大的焊接結(jié)構(gòu)應(yīng)采用質(zhì)量好的鋼材。7) 結(jié)構(gòu)的工作環(huán)境溫度鋼材的塑性和韌性隨溫度的降低而降低，在低溫尤其是脆性轉(zhuǎn)變溫度區(qū)時(shí)韌性急劇降低，容易發(fā)生脆性斷裂。因此，對(duì)經(jīng)常處于或可能處于較低負(fù)溫下工作的鋼結(jié)構(gòu)、尤其是焊接結(jié)構(gòu)，應(yīng)選用化學(xué)成分和機(jī)械性能質(zhì)量較好和脆性轉(zhuǎn)變溫度低于結(jié)構(gòu)工作環(huán)境溫度的鋼材。(3) 鋼結(jié)構(gòu)的鋼材選用和保證項(xiàng)目要求1) 167?！〔粦?yīng)采用Q235沸騰鋼的承重結(jié)構(gòu)和構(gòu)件；2) 167。　強(qiáng)制性條文，明確承重結(jié)構(gòu)采用的鋼材應(yīng)具有抗拉強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率、屈服強(qiáng)度和硫、磷含量的合格保證，對(duì)焊接結(jié)構(gòu)尚應(yīng)具有碳含量的合格保證。焊接承重結(jié)構(gòu)以及重要的非焊接承重結(jié)構(gòu)采用的鋼材還應(yīng)具有冷彎試驗(yàn)的合格保證。3) 167。　對(duì)需要驗(yàn)算疲勞的焊接和非焊接結(jié)構(gòu)分別提出了對(duì)韌性的要求。 常用鋼材的規(guī)格由工廠生產(chǎn)供應(yīng)的鋼板和型鋼等有成套的截面型式和一定的尺寸間隔，稱為鋼材規(guī)格。鋼結(jié)構(gòu)所用鋼材主要是熱軋成型的鋼板和型鋼等，還有采用冷加工成型的冷彎薄壁型鋼，近年來(lái)還發(fā)展生產(chǎn)了冷壓或冷軋成型的壓型鋼板，用于屋面板、樓板和墻板等，常有很好的效果。1. 鋼板鋼板分厚鋼板(厚度＞4mm)和薄鋼板(厚度≤4mm)兩種，尺寸規(guī)格以鋼板符號(hào)和寬度厚度(mm)表示，如—2008。鋼結(jié)構(gòu)中主要用熱軋厚鋼板。薄鋼板用于制作冷彎薄壁型鋼或輕型結(jié)構(gòu)中受力較小零件；通常為熱軋，也可冷軋成型；可以平板狀態(tài)或卷狀(稱為鋼帶)交貨。扁鋼是寬度兩邊均為軋制邊的鋼板型式，寬度10～200mm，厚度3～30mm。使用時(shí)寬度邊可不再切割加工，常用于組合截面梁、柱的翼緣板和等寬度的構(gòu)件連接板、節(jié)點(diǎn)板等。2. 熱軋型鋼常用熱軋型鋼有角鋼、工字鋼、槽鋼等。供應(yīng)最大長(zhǎng)度約19m。(1) 角鋼分等邊和不等邊角鋼兩種，規(guī)格以角鋼符號(hào)L和邊寬厚度(等邊角鋼)或長(zhǎng)邊寬短邊寬厚度(不等邊角鋼)(均為mm)表示，如L906和L125808。我國(guó)生產(chǎn)的最大規(guī)格為L(zhǎng)20024和L20012518。(2) 工字鋼和H型鋼分普通、輕型和寬翼緣工字鋼三種，其中寬翼緣工字鋼常稱H型鋼。普通、輕型工字鋼截面的寬度比高度小得多，故寬度方向(即對(duì)弱軸)的截面慣性矩和回轉(zhuǎn)半徑比高度方向(即對(duì)強(qiáng)軸)小得多。規(guī)格以工字鋼符號(hào)(輕型時(shí)前面加注“Q”)和截面高度(cm)表示，如 I50a(普通)、QI50(輕型)。兩種工字鋼的高度相同時(shí)，其寬度大體相當(dāng)，而輕型工字鋼的翼緣和腹板稍薄。我國(guó)生產(chǎn)的普通工字鋼規(guī)格有I10～63a；20或32號(hào)以上時(shí)同一型號(hào)中又分為a、b上或a、b、c規(guī)格，其中每級(jí)的腹板和相應(yīng)翼緣寬度遞增2mm。輕型I字鋼規(guī)格有QI10～70b；18～30號(hào)和 70號(hào)另有翼緣寬度和厚度或腹板厚度略為增大的a或a、b規(guī)格。H型鋼的翼緣較為寬展(寬度較大規(guī)格中可與高度相等)并為等厚度。因此H型鋼在寬度方向(即對(duì)弱軸)的慣性矩和回轉(zhuǎn)半徑比前兩種工字鋼顯著增大，相應(yīng)的剛度和穩(wěn)定性也顯著增大(但仍弱于高度方向)。我國(guó) H型鋼分寬翼緣H型鋼(HW)、中翼緣H型鋼(HM)和窄翼緣H型鋼(HN)，還有H型鋼樁(HP)。型號(hào)用截面公稱高度(mm)表示，也可用高度H寬度B腹板厚度d翼緣厚度t(mm)表示。(3) 槽鋼截面寬度比高度小得多，故寬度方向的截面慣性矩和回轉(zhuǎn)半徑比高度方向小得多。規(guī)格以槽鋼符號(hào)和截面高度(cm)表示，如[20a，3. 鋼管鋼結(jié)構(gòu)中常用熱軋無(wú)縫鋼管和焊接鋼管，規(guī)格以外徑壁厚(mm)表示，如Φ1025。焊接鋼管由鋼帶彎曲焊成，價(jià)格相對(duì)較低。鋼管截面對(duì)稱并面積分布合理，各方向的慣性矩和回轉(zhuǎn)半徑相同且較大，故受力性能尤其是軸心受壓時(shí)較好；同時(shí)其曲線外形使其對(duì)風(fēng)、浪、冰的阻力較小；但價(jià)格較貴且連接構(gòu)造常較復(fù)雜。4. 熱軋圓鋼輕型鋼結(jié)構(gòu)中常用圓鋼，規(guī)格以直徑表示，如Φ16。5. 冷彎薄壁型鋼～6mm熱軋鋼板或鋼帶經(jīng)冷加工成型，同一截面各部分的厚度相同，截面各角頂處呈圓弧形。冷彎薄壁型鋼的截面型式和尺寸可按工程要求合理設(shè)計(jì)；與相同截面積的熱軋型鋼相比，其截面輪廓尺寸相對(duì)較大而壁較薄，使截面慣性矩和回轉(zhuǎn)半徑較大，因而受力性能較好并節(jié)省鋼材。但因壁較薄，對(duì)銹蝕影響較為敏感。冷彎薄壁型鋼的規(guī)格用字母“B”(薄)、形狀符號(hào)和“長(zhǎng)邊寬(或高度)短邊寬(或?qū)挾?卷邊寬度厚度”(長(zhǎng)短邊寬相等時(shí)只注一個(gè)邊寬，卷邊寬度只用于卷邊型鋼)。如等邊角鋼BL602，正方鋼管B口602，圓鋼管Φ602，不等邊角鋼B L6040，長(zhǎng)方鋼管B口80602，槽鋼BC12040；卷邊等邊角鋼BL60202，卷邊不等邊角鋼BL6040202，卷邊槽鋼B C1205020，卷邊Z形鋼BZ1205020。6. 壓型鋼板由熱軋薄鋼板經(jīng)冷壓或冷軋成型，具有較大寬度，其曲折外形大大增加了鋼板在其平面外的慣性矩、剛度和抗彎能力，應(yīng)用日漸廣泛。主要用于屋面板、墻板、樓板(常在其上另澆混凝土或鋼筋混凝土疊合面層成為組合樓板，用于多層及高層房屋結(jié)構(gòu))等。它具有重量輕、強(qiáng)度和剛度大、施工簡(jiǎn)便和美觀等優(yōu)點(diǎn)。壓型鋼板表面可以涂漆、鍍鋅、涂有機(jī)層(亦稱彩色鋼板)；有保溫要求時(shí)尚可與保溫材料結(jié)合制成組合板也稱復(fù)合板或夾心板)。壓型鋼板通?？蓧夯蜍埑蒝形、肋形、加勁的肋形、波形或其它需要的外形。～，對(duì)樓板可達(dá)2～3mm以上；波高一般為10～200mm；由承重和使用要求確定。 基本設(shè)計(jì)規(guī)定1. 設(shè)計(jì)原則(兩個(gè)極限狀態(tài))：承載能力的極限狀態(tài)：強(qiáng)度和穩(wěn)定(采用荷載設(shè)計(jì)值計(jì)算)、疲勞(卻仍然采用荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算)；正常使用的極限狀態(tài)：變形(采用荷載設(shè)計(jì)值計(jì)算)2. 荷載和荷載效應(yīng)計(jì)算(1) 167。 強(qiáng)制性條文，規(guī)定設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》規(guī)定采用荷載的標(biāo)準(zhǔn)值、荷載分項(xiàng)系數(shù)、荷載組合值系數(shù)、動(dòng)力荷載的動(dòng)力系數(shù)等。對(duì)設(shè)計(jì)使用年限為25 年的結(jié)構(gòu)構(gòu)件。注：對(duì)支承輕屋面的構(gòu)件或結(jié)構(gòu)(檁條、屋架、框架等)，當(dāng)僅有一個(gè)可變荷載且受荷水平投影面積超過(guò)60m2時(shí)。(2) 167。 新增計(jì)算重級(jí)工作制吊車(chē)梁(或吊車(chē)桁架)及其制動(dòng)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、穩(wěn)定性以及連接(吊車(chē)梁或吊車(chē)桁架、制動(dòng)結(jié)構(gòu)、柱相互間的連接)的強(qiáng)度時(shí)，應(yīng)考慮由吊車(chē)擺動(dòng)引起的橫向水平力(此水平力不與荷載規(guī)范規(guī)定的橫向水平荷載同時(shí)考慮)注：現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB/ T3811將吊車(chē)工作級(jí)別劃分為Al～A8級(jí)。在一般情況下，本規(guī)范中的輕級(jí)工作制相當(dāng)于Al～A3 級(jí)；中級(jí)工作制相當(dāng)于A4～A5級(jí)；重級(jí)工作制相當(dāng)于A6～A8級(jí)，其中A8屬于特重級(jí)。167。 計(jì)算冶煉車(chē)間或其他類似車(chē)間的工作平臺(tái)結(jié)構(gòu)時(shí)，由檢修材料所產(chǎn)生的荷載，可乘以下列折減系數(shù)：主梁： ；柱(包括基礎(chǔ)): 。167。 結(jié)構(gòu)的計(jì)算模型和基本假定應(yīng)盡量與構(gòu)件連接的實(shí)際性能相符合。167。 建筑結(jié)構(gòu)的內(nèi)力一般按結(jié)構(gòu)靜力學(xué)方法進(jìn)行彈性分析，符合本規(guī)范第9 章的超靜定結(jié)構(gòu)，可采用塑性分析。采用彈性分析的結(jié)構(gòu)中，構(gòu)件截面允許有塑性變形發(fā)展。167。 框架結(jié)構(gòu)中，梁與柱的剛性連接應(yīng)符合受力過(guò)程中梁柱間交角不變的假定，同時(shí)連接應(yīng)具有充分的強(qiáng)度承受交匯構(gòu)件端部傳遞的所有最不利內(nèi)力。梁與柱鉸接時(shí)，應(yīng)使連接具有充分的轉(zhuǎn)動(dòng)能力，且能有效地傳遞橫向剪力與軸心力。梁與柱的半剛性連接只具有有限的轉(zhuǎn)動(dòng)剛度，在承受彎矩的同時(shí)會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的交角變化，在內(nèi)力分析時(shí)，必須預(yù)先確定連接的彎矩轉(zhuǎn)角特性曲線，以便考慮連接變形的影響。但該條實(shí)行起來(lái)比較困難，國(guó)家鳥(niǎo)巢體育館就已經(jīng)做了相應(yīng)的節(jié)點(diǎn)性能試驗(yàn)。167。 框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析宜符合下列規(guī)定：1) 框架結(jié)構(gòu)可采用一階彈性分析。2) 對(duì)的框架結(jié)構(gòu)宜采用二階彈性分析，此時(shí)應(yīng)在每層柱頂附加考慮由公式()計(jì)算的假想水平力Hni 。說(shuō)明：l 當(dāng)按公式()計(jì)算的α2i＞ 時(shí)，即，說(shuō)明框架側(cè)向剛度太小，二階效應(yīng)太大，宜增大框架結(jié)構(gòu)的剛度。一階彎矩：二階彎矩： (常說(shuō)的PΔ效應(yīng))二階彎矩可等效為一假想水平力H′產(chǎn)生　　一階和二階總彎矩：　　二階彎矩示意圖3. 強(qiáng)度設(shè)計(jì)值折減系數(shù)167?！蚊孢B接的單角鋼、無(wú)墊板的單面施焊對(duì)接焊縫、高空安裝焊縫進(jìn)行強(qiáng)度折減。4. 結(jié)構(gòu)變形的規(guī)定167。～167。，總