【正文】 《 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 》 修訂 情況介紹 重慶大學(xué) 魏明鐘教授 1 總 則 ? 增加提到有關(guān)規(guī)范名稱 ， 如荷載規(guī)范 、 冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范 、 抗震規(guī)范 （ 包括 《 建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范 》 、 《 構(gòu)筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范 》 、《 中國地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖 》 ） 等 。 但防火規(guī)范是在第 8章 。 ? 焊縫質(zhì)量級別如何取用 ， 放 。 2 術(shù)語 和符號 ? 按新規(guī)定增加此一章 。 主要列出 《 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)術(shù)語和符號標(biāo)準(zhǔn) 》 （ GB/T5008397） 中沒有的術(shù)語 （ 如腹板 “ 通用高厚比 ” 等 ） ， 但符號列出較全 。 3 基本設(shè)計(jì)規(guī)定 ? 新增加了 荷載和荷載效應(yīng)計(jì)算 ? 修訂后的荷載規(guī)范將屋面均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值統(tǒng)一規(guī)定為 （ 原規(guī)定分 、 、 三級 ） ， 但注明 “ 對不同結(jié)構(gòu)可按有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范作” 。 所以本規(guī)范在本條注明了 “ 對支承輕屋面的構(gòu)件或結(jié)構(gòu) ， 當(dāng)僅有一個(gè)可變荷載且受荷面積超過 60m2時(shí) ， 取 ” ；對重屋面由于增加了以永久荷載為主的組合 ， 不再提高屋面活荷載 。 荷載和荷載效應(yīng)計(jì)算 ? 結(jié)構(gòu)的重要性系數(shù) ?0， 《 統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn) 》 “ 對設(shè)計(jì)工作壽命為 25年的結(jié)構(gòu)構(gòu)件 ， 各結(jié)構(gòu)規(guī)范可根據(jù)各自情況確定 ?0值 ” 。本規(guī)范根據(jù)工作壽命 50年時(shí) ?0＝ ， 工作壽命5年時(shí) ?0＝ ， 故規(guī)定工作壽命 25年取 ?0＝。 ? 原規(guī)范對重級工作制吊車梁，將荷載規(guī)范規(guī)定的橫向水平荷載乘以增大系數(shù)以考慮吊車的搖擺力?，F(xiàn)改為按下式計(jì)算： HK= ? Pkmax 式中 Pkmax為吊車輪壓標(biāo)準(zhǔn)值；系數(shù) ?＝ （一般軟鉤），(抓斗、磁盤 )和 （硬鉤）。 根據(jù) 《 起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范 》 （ GB381183），按吊車?yán)玫燃墸囱h(huán)次數(shù)，分為 U0U9等 10級）和載荷狀態(tài)（載荷譜系數(shù) Kp有輕、中、重、特重等 4級）綜合劃分吊車工作級別為 A1?A8級。本規(guī)范所指輕級工作制即 A1?A2級；中級為A4?A5級；重級為 A6?A8級（其中 A8為特重級）。 “ 對 （ 一般指無支撐純框架 ） 宜采用二階彈性分析 ” 。 此處 ?N為所計(jì)算樓層各柱軸壓力之和； ?H為所計(jì)算樓層及以上各層水平力之和； h為所計(jì)算樓層的高度； ?u為所計(jì)算樓層按一階分析的層間側(cè)移 ， 此處可用位移容許值 [?u]代替 。 a． 采用二階分析時(shí) ， 應(yīng)在每層柱頂附加考慮假想水平力Hni： hHUN?????siyni nQH 2 5 0 ???? 式中 ， Qi為第 i樓層的總重力荷載設(shè)計(jì)值； ns為框架總層數(shù)； ?y為鋼材強(qiáng)度影響系數(shù)； Q235鋼 ， ?y =； Q345鋼 ， ?y =； Q390鋼 ， ?y =； Q420鋼 ， ?y =。 b. 采用二階分析時(shí) ， 框架柱的計(jì)算長度系數(shù) μ ＝ 。 c. 規(guī)范提出了采用二階彈性分析時(shí)，桿端彎矩的近似計(jì)算方法 M2＝ M1b+?2i M1s 式中 ?2i＝ M1b 、 M1s ── 分別為框架無側(cè)移或有側(cè)移時(shí)按一階彈性 分析求得的桿件端彎矩； ?2i ── 考慮二階效應(yīng)第 i層桿件的側(cè)移彎矩增大系數(shù)。 hHuN??????11 材料選用 （原規(guī)范第二章材料） ? 增加使用鋼材的牌號 （ 原規(guī)范有 3號鋼 、16Mn、 15MnV） 現(xiàn)為： Q235 (相當(dāng)于作廢的舊標(biāo)準(zhǔn)的 3號鋼 ) Q345 (相當(dāng)于作廢的舊標(biāo)準(zhǔn)的 16Mn、 12MnV、14MnNb、 16MnRE、 18Nb) Q390 (相當(dāng)于作廢的舊標(biāo)準(zhǔn)的 15MnV、 15MnTi、16MnNb) Q420 ( 相當(dāng)于作廢的舊標(biāo)準(zhǔn)的 15MnVN 、14MnVTiRE) 其中 ， 15MnVN曾 用于九江長江大橋 （ 栓焊鐵路橋 ） 。 增加 Z向鋼 ， 厚板容易出現(xiàn)層狀撕裂 ， 這對沿厚度方向受拉的接頭來說是很不利的 ， 因而需要采用厚度方向性能鋼材 。 我國建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范和建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程中均規(guī)定厚度大于 40mm時(shí)應(yīng)采用厚度方向性能鋼材 。 增加耐候鋼 ， 設(shè)計(jì)指標(biāo) ? 鋼材強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為 fy/?R。 ?R為抗力分項(xiàng)系數(shù) ， 對Q235鋼 ， ?R =；對 Q34 Q390和 Q420鋼 ， ?R＝ 。 這樣對 Q345鋼來說 ， 比原規(guī)范的 16Mn（ ?R＝ ） 強(qiáng)度設(shè)計(jì)值有所降低 。 原因?yàn)椋? ① Q345鋼包括舊標(biāo)準(zhǔn)的 5種鋼材 ， 統(tǒng)計(jì)資料不足； ② 近年來發(fā)現(xiàn) 16Mn鋼質(zhì)量不理想 ， 稍厚 （ 當(dāng) t20 mm） 就容易分層 。 鋼材厚度增加到 100mm（ 原規(guī)范 3號鋼 ?50mm， 16Mn和15MnV鋼 ?36mm） ， 這是為了與軸壓 d曲線相呼應(yīng) 。 其實(shí) ，厚板的統(tǒng)計(jì)資料尚不夠充分 。 普通螺栓的 A、 B級 ， 根據(jù) GB578286， 其材料不是 3號鋼 ， 而是 ， 現(xiàn)改取 ftb=400N/mm2, fvb=320N/mm2。 A、 B級螺栓都是以前的 “ 精制螺栓 ” ， 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求相同 。 只是 A級螺栓用于 d?24mm和 L（ 螺栓公稱長度 ）?10d或 L?150mm（ 按較小值 ） ； d或 L較大者稱為 B級螺栓。 鉚釘連接在驗(yàn)收規(guī)范 GB50205中已無條文 ， 在設(shè)計(jì)中規(guī)范中是否保留 ， 意見不一致 ， 現(xiàn)予保留 。 在 “ 強(qiáng)度設(shè)計(jì)值折減系數(shù) ” 中 ， 增加 “ 無墊板的單面施焊對接焊縫 ”。 結(jié)構(gòu)或構(gòu)件變形的規(guī)定 ? 正文為原則規(guī)定 ， 具體數(shù)值規(guī)定在附錄 A。 ? 受彎構(gòu)件的撓度容許值考慮兩種情況： ［ VT］ ——恒載＋活荷載作用下的撓度容許值 ， 主要 是觀感要求 ［ VQ］ ——為活荷載作用下的撓度容許值 ， 主要是 使用要求 。 ? 將吊車梁撓度改為一臺吊車加自重進(jìn)行計(jì)算 （ 相應(yīng)撓度容許值有所調(diào)整 ） 。 理由： ① 符合 “ 正常使用極限狀態(tài) ” 的要求； ② 與多數(shù)國外規(guī)范相一致 。 4 受彎構(gòu)件的計(jì)算 ? 在梁局部承壓強(qiáng)度計(jì)算中 ， 將集中力在腹板邊緣的分布長度改為 （ 與梁與柱剛性連接節(jié)點(diǎn)一致 ） ： 式中 ， a為集中力支承長度； hy為梁外表面至腹板邊緣距離； hR為軌道的高度 。 Ry hhal 252 ??? 整體穩(wěn)定 ? 在梁整體穩(wěn)定計(jì)算中 ， 將 時(shí)采用的 改為 （ 與薄鋼規(guī)范協(xié)調(diào) ） 。 兩者計(jì)算結(jié)果最大相差%。 ?b?3239。bbb ??? ???bb ?? ??? 局部穩(wěn)定 ? 組合梁腹板局部穩(wěn)定計(jì)算有較大變動(dòng) ， 主要有： ① 對原來按無限彈性計(jì)算的腹板各項(xiàng)臨界應(yīng)力作了彈塑性修正 。 如剪應(yīng)力作用下 ， 臨界應(yīng)力取值如圖 1所示 。 ② 原各種應(yīng)力共同作用下的臨界條件公式來源于完全彈性條件 ， 新的公式 （ ） 等參考了澳大利亞規(guī)范等資料 ， 適合于彈塑性修正后的臨界應(yīng)力 。 ③ 無局部壓應(yīng)力且承受靜力荷載的焊接工字形載面梁 ，規(guī)定按新增加的 。 、 、 主要修訂內(nèi)容： （ 1） 單項(xiàng)臨界應(yīng)力 ?cr， ? cr， ?c,cr各有三個(gè)計(jì)算公式 ，例如計(jì)算 ? cr為 、 b、 c三個(gè)公式 。 其中 a式的臨界應(yīng)力等于強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 fv；而 c式為完全彈性的臨界應(yīng)力 ， 與 88規(guī)范的規(guī)定相當(dāng)； b式則為彈性到屈服之間的過渡 。 公式采用了國際通行的表達(dá)方式 ， 采用通用高厚 作為參數(shù) （ 見圖 ） ， 即 當(dāng) (a) 當(dāng) (b) 當(dāng) (c) crvys f ?? /?vcrs f?? ?? , 時(shí)vscrs f)]([, ????? ??? 時(shí)2/, svcrs f ??? ?? 時(shí)式中 為用于腹板受剪計(jì)算時(shí)的通用高厚比 ， 為鋼材抗剪屈服強(qiáng)度 ， 等于 ； 為腹板抗剪臨界應(yīng)力 。 彈性范圍 ， 用設(shè)計(jì)值表達(dá) 。 根據(jù)彈性穩(wěn)定求得的臨界應(yīng)力 ， 可求得 : 當(dāng) a/ho? , 當(dāng) a/ho , crvys f ?? /?vyf 3/yfcr?2/ svycr f ?? ? 2/ svcr f ?? ?cr?s?2 35)/(/2yowosfahth ????235)/(/2yowosfahth ????其它 ， 在彎曲正應(yīng)力作用下的臨界應(yīng)力 ?cr和在局部壓應(yīng)力作用下的臨界應(yīng)力 ?c,cr情況與 ?cr類似 。 只是在確定 ?cr時(shí) ，屈曲系數(shù)取 ?=， 但腹板邊緣的嵌固系數(shù)取為 ?=（ 受壓翼緣扭轉(zhuǎn)受到約束 ， 如連有剛性鋪板 、 制動(dòng)板或焊有鋼軌時(shí) ） 或 （ 受壓翼緣扭轉(zhuǎn)未受到約束時(shí) ） ， 代替了原規(guī)范的單一約束系數(shù) 。 （ 2） 各種應(yīng)力共同作用下的計(jì)算式 ， 新舊規(guī)范有較大區(qū)別 ，例如僅有橫向加勁肋時(shí)： （ 舊規(guī)范 ） 2,2???????????????????crcrcccr ?????? （ 新規(guī)范 ） 舊規(guī)范計(jì)算式中 ， 分母 ?cr、 ?c,cr、 ?cr均可超過屈服強(qiáng)度。 假定鋼材是無限彈性的 ， 加勁肋的間距由構(gòu)造要求控制 ，問題不大 。 但不適合于彈塑性修正后的臨界應(yīng)力 。 新規(guī)范的計(jì)算式較能適應(yīng)新規(guī)定的經(jīng)彈塑性修正的臨界應(yīng)力 。 當(dāng)有縱向加勁肋時(shí)或甚至還有短加勁肋的計(jì)算方法 ， 均參考了國外標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定 。 22,???????????????????crcrcccr ?????? 組合梁腹板考慮屈曲后強(qiáng)度的計(jì)算 ? （ 1） 本節(jié)條款不適用于吊車梁 ， 因有關(guān)資料不充分 ， 多次反復(fù)屈曲可能導(dǎo)致腹板邊緣出現(xiàn)疲勞裂紋 。 （ 2） 梁腹板受剪屈曲后強(qiáng)度計(jì)算 ， 利用了張力場概念 。 使極限剪力大于屈曲剪力 。 精確確定張力場剪力值需要算出張力場寬度 ， 比較復(fù)雜 ， 為簡化計(jì)算 ， 條文采用了相當(dāng)于下限的近似公式 。 （ 3） 利用腹板屈曲后強(qiáng)度 ， 即使 h0/tw很大 ， 一般也不再考慮設(shè)置縱向加勁肋 。 而且只要腹板的抗剪承載力不低于梁的實(shí)際最大剪力 ， 可只設(shè)支承加勁肋 ， 而不設(shè)置中間橫向加勁肋 。 （ 4） 利用腹板屈曲后強(qiáng)度后 ， 梁的抗彎承載力有所降低 ，但降低不多 ， 對 Q235鋼的梁來說 ， 當(dāng) h0/tw=200（ 受壓翼緣扭轉(zhuǎn)受到約束 ） 或 h0/tw=175（ 受壓翼緣扭轉(zhuǎn)未受約束 ） ， 抗彎承載力只下降 5%以內(nèi) 。 （ 5） 規(guī)范提出的計(jì)算公式 （ ） 與歐洲規(guī)范 EC3相同 ， 即 基本計(jì)算式： (a) 當(dāng) M/Mf ? , V?VU (b) 當(dāng) V/Vu? , M?Meu (c) 2???????????? ?feufu MMMMVV式中 M、 V——所計(jì)算區(qū)格內(nèi)同一截面處梁的彎矩和剪 力設(shè)計(jì)值。由于這是強(qiáng)度計(jì)算，不能像計(jì) 算腹板穩(wěn)定那樣，取為區(qū)格內(nèi)