第一篇:钢结构设计规范最新
最新钢结构规范、标准目录
1.钢结构设计依据标准
【通用标准】
《建筑抗震设计规范》GB50011-2010
《建筑设计防火规范》GB50016-2006
《建筑结构荷载规范》GB50009-2012
《钢结构设计规范》GB50017-2003
《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018-2002
【高层高耸钢结构标准】
《高层民用建筑钢结构技术规程》JCJ99-1998
《高层建筑钢-混凝土混合结构设计规程》CECS 230-2008
《高耸结构设计规范》GBJ135-2006
【空间钢结构标准】
《空间网格结构技术规程》JGJ7-2010
注:代替《网壳结构技术规程》JGJ61-2003和《网架结构设计与施工规程》JGJ7-1991
《膜结构技术规程》CECS 158-2004
【轻型钢结构标准】
《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》CECS102-2002
《门式刚架轻型房屋钢构件》JG144-2002
《轻型钢结构住宅技术规程》JGJ 209-2010
《拱形波纹钢盖结构技术规程》CECS167-2004
【组合结构标准】
1.《钢管混凝土结构设计与施工规程》(CECS 28-2012)
2.《矩形钢管混凝土结构设计规程》(CECS 159-2004)
3.《型钢混凝土组合结构技术规程》(JGJ138-2001)
4.《钢管混凝土叠合柱结构技术规程》(CECS188-2005)
5.《钢骨混凝土结构设计规程》(YB9082-2006)
6.《组合楼板设计与施工规范》(CECS273-2010)
7.《空心钢管混凝土结构技术规程》(CECS254-2009)
【钢结构连接标准】
1.《建筑钢结构焊接与验收规程》(JGJ81-2002)
2.《钢结构焊接规范》GB 50661-2011
3.《钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程》JGJ82-2010
4.《钢的弧焊接头缺陷质量分级指南》GB/T 19418-2003
5.《气焊、焊条电弧焊、气体保护焊和高能束焊的推荐坡口》(GB/T 985.1-2008) 6.《埋弧焊的推荐坡口》(GB/T 985.2-2008)
2.材料标准
【材质标准】
1.《碳素结构钢》GB/T700-2006
2.《低合金高强度结构钢》GB/T1591-2008
3.《合金结构钢》GB/T3077-1999
4.《厚度方向性能钢板》GB/T 5313-2010
5.《焊接结构用耐候钢》GB/T 4172-2000
6.《优质碳素结构钢》GB/T 699-1999
7.《高耐候结构钢》GB/T4172-2000
8.《耐热钢板》GB/T4238-1992
【螺栓连接标准】
1.《六角头螺栓C级》GB/T 5780-2000
2.《六角头螺栓》GB/T 5782-2000
3.《钢结构用高强度大六角头螺栓》GB/T 1228-2006
4.《钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈型式尺寸与技术条件》GB1231-2006)
5〃《钢网架螺栓球节点用高强度螺栓》GB/T 16939-1997
【焊接材料标准】
1.《碳钢焊条》GB/T 5117-1995
2.《低合金钢焊条》GB/T5118-1995
3.《不锈钢焊条》GB/T983-1995
4.《气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝》GB/8110-1995
5.《埋弧焊用碳钢焊丝与焊剂》GB/T5293-1999
6.《熔化焊用钢丝》GB/T14957-1994
7.《气体保护焊用钢丝》GB/T14958-1994
8.《埋弧焊用不锈钢焊丝和焊剂》GB/T17854-1999
9.《低合金钢埋弧焊用焊剂》GB12470-1990
【涂装标准】
1.《钢结构防火涂料应用技术规程》CECS24-1990
2.《钢结构防火涂料通用技术条件》GB 14907-200
23.《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》GB8923-1988
4.《表面粗糙度比较样块,抛丸,喷砂加工表面》GB6060.5-88
【型材标准】 1.《热轧型钢》GB/T 706-2008
注:代替GB/T 706-1988《热轧工字钢尺寸、外形、重量及允许偏差》、GB/T 707-1988《热轧槽钢尺寸、外形、重量及允许偏差》、GB/T 9787-1988《热轧等边角钢尺寸、外形、重量及允许偏差》、GB/T 9788-1988《热轧不等边角钢尺寸、外形、重量及允许偏差》、GB/T 9946-1988《热轧L型钢尺寸、外形、重量及允许偏差》。
2.《热轧H型钢和部分T型钢》GB/T11263-2010
3.《结构用高频焊接薄壁H型钢》JG/T 137-2007
4.《冷弯型钢》GB/T6725-2008
5.《建筑用轻钢龙骨》GB/T 11981-2001【板材标准】
1.《热轧钢板和钢带的尺寸、外形、重量及允许偏差》(GB/T709-2006)
2〃《冷轧钢板和钢带的尺寸、外形、重量及允许偏差》(GB/T708-2006)
3.《碳素结构钢和低合金结构钢热轧钢带》(GB/T3524-2005) 4.《碳素结构钢和低合金结构钢热轧薄钢板和钢带》(GB/T912-2008)
5.《碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板和钢带》(GB/T3274-2007)
6〃《碳素结构钢冷轧钢带》(GB/T716-1991)
7.《碳素结构钢冷轧薄钢板及钢带》(GB/T11253-2007)
8.《厚度方向性能钢板》(GB/T5313-2010)
9.《彩色涂层钢板及钢带》(GB/T12754-2006)
10.《建筑用压型钢板》(GB12755-2008)
【管材标准】
1.《结构用无缝钢管》(GB/T8162-2008)
2.《无缝钢管尺寸、外形、重量及允许偏差》(GB/T 17395-2008)
3.《结构用不锈钢无缝钢管》(GB/T 14975-2002)
4.《直缝电焊钢管》(GB/T13793-2008)
5.《结构用冷弯空心型钢尺寸、外形、重量及允许偏差》(GB6728-2002)
第二篇:钢结构设计规范
《建筑地面设计规范》 GB50037-2001
《建筑采光设计标准》GB/T50033-2001
《屋面工程施工质量验收规范》GB50207-2002
《彩色涂层钢板与钢带》GB/T12754-91
《压型钢板、夹芯板屋面及墙体建筑结构》01J925-1 《建筑结构可靠度设计统一标准》GBJ50068-2001 《建筑结构载荷规范》GBJ50009-2012
《建筑结构抗震设计规范》GB50011-2001
《钢结构设计规范》GBJ50017-2003
《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018-2002
《门式钢架轻型房屋钢结构技术规范》 CECS102:2002 《屋面工程技术规范》GB50345-2012
《工业建筑防腐蚀设计规范》GB50046-2008
《建筑钢结构焊接技术规范》JBJ81-2002
《压型金属板设计施工规范》YBJ216-88
《钢结构高强度螺栓连接的设计施工及验收规范》 JGJ82-91 《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》 GB8923 《建筑防腐工程施工及验收规范》 GB50212-91
.《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)
《钢结构设计规范》(GB50017-2003)
《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)
《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)
《建筑工程抗震设防分类标准》(GB50223-2008) 《砌体结构设计规范》(GB50003-2011)
《建筑地基基础设计规范》 (GB50007-2011)
《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》(CECS102:2002) 《建筑设计防火规范》(GB50016-2006)
《冷弯薄壁型钢结构技术规范》(GB50018-2002) 《建筑钢结构焊接技术规程》(JGJ 81-2002)
《钢结构高强度螺栓连接技术规程》(JGJ82-2011)
第三篇:《钢结构设计规范》
本工程所需国家现行的技术规范和质量标准目录
1、《钢结构设计规范》
2、《低合金高强结构钢》
3、《优质碳素结构钢及一般技术条件》
4、《热轧钢板和钢带的尺寸、外形、重量及允许偏差》
5、《碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板及钢带》
6、《热轧工字钢尺寸、外形、重量及允许偏差》
7、《热轧圆钢和方钢尺寸、外形、重量及允许偏差》
8、《美国材料与试验协会系列标准》
9、《钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角头螺母垫圈与技术条件》
10、《钢结构用挪剪型高强度螺栓连接副》
11、《六角头螺栓——C级》
12、《紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺栓》
13、《涂装前钢材表面绣蚀等级和除锈等级》
14、《多功能钢铁表面处理液通用技术条件》
15、《低合金钢焊条》
16、《焊接用钢盘条》
17、《熔化焊用钢丝》
18、《气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝》
19、《低合金钢埋弧焊用焊剂》
20、《溶解乙炔》
21、《电石》
22、《气体保护焊用钢丝》
23、《焊接质量保证钢溶化焊接头的要求和缺陷分级》
24、《钢结构焊缝外形尺寸》
25、《气体、手工电弧焊及气体保护焊坡口基本型式和尺寸》
26、《埋弧焊坡口基本型式和尺寸》
27、《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》
28、《钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级》
29、《焊接接头机械性能试验取样方法》
30、《焊接接头冲击试验方法》
31、《焊接接头拉伸试验方法》
32、《焊缝及溶金属拉伸试验方法》
33、《焊接接头弯曲及压扁试验方法》
34、《焊接接头及堆焊金属硬度试验方法》
35、《焊接接头应变时效敏感性试验方法》
36、《焊缝金属和焊接接头的疲劳试验法》
37、《钢结构工程施工及验收规范》
38、《钢结构工程质量检验评定标准》
39、《建筑钢结构焊接规程》
40、《钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程》
41、《钢结构制作工艺规程》
第四篇: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)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 梁的整体稳定系数 附录 C 轴心受压构件的稳定系数 附录 D 柱的计算长度系数 附录 E 疲劳计算的构件和连接分类
附录 F 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—Δ效应的分析。
P H l P ∆ H M=Hl 一阶分析
M=Hl+P∆
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 Pcr P P Pcr Pu 屈曲破坏 屈曲临界力 Pcr 屈曲后强度 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
2.4.刚性连接、铰接、半刚性连接 (1)梁与柱刚性连接
强支撑框架 弱支撑框架
受力过程梁柱间交角不变,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 理想刚性
视同钢接
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
构件失稳时截面位移投影图
弯扭失稳
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 二级 三级
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。
破坏后果 很严重 严重 不严重
建筑物类型 重要的房屋 一般的房屋 次要的房屋
对一般工业与民用建筑钢结构,按我国已建成的房屋用概率设计方法分析的结果,安全
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,γo不应小于 0.95。γo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》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 A1-A3级,中级工作制相当于 A
4、A5, 重级工作制相当于 A6~A8,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 斗式磁盘吊车 0
. 1 硬钩吊车
0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。 .2 3.2.3悬挂吊车的计算
同一跨间每条运行线上的台数:梁式吊车 不宜多于 2台
电动葫芦 不宜多于 1台 3.2.4框架分析的规定
1.框架结构可采用一阶弹性分析 2.多层框架结构当
0.1时,宜采用二阶弹性分析 N [u]
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
yQi 0.2
H ni
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 (2)各杆件杆端的弯矩为
1s 1.2
Q420,y M M 1b 2iM 1.25 1
2i N u 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
H3 H3
H’3
H’3+Hn3 H2 H2
H’2 H’2+ Hn2
u3 H1 H1
H’1 H1+ Hn1
u2 u1 M M1b M1s
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
宜采用 Q2
35、Q3
45、Q390和 Q420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: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:
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
0.12~0.20
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 20ºC时
27J C
0ºC时 D
27J A级钢冷弯试验为附加交货条件
-20ºC时
B级沸腾钢轧制钢材厚度一般27J 25mm。
(2)Q3
45、Q390、Q420 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。
Q345 A、B级伸长率(5%)21
C、D、E级
22 19 20 18 19 Q390 A、B级 Q420 A、B级
C、D、E级
C、D、E级
冲击韧性
Q390 Q345 Q420
A B C D E
不提供
20ºC时
34J
0ºC时 -20ºC时 34J 34J
-40ºC时
A级钢 冷弯试验为附加交货条件
27J 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 Q235-A级钢,因为 Q235-A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,钢材应具有冲击韧性的合格保证。
焊 工 接 作 结 温 构 度 0 o 20 CT o 0 C T o C
应有常温冲击韧性合格保证 Q2
35、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 Q2
35、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 T 20oC
非 焊 接 结 构 工 作 温 度 T T C 20
o C
o
应有常温冲击韧性合格保证 Q2
35、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
20 吊车起重量≥50t的中级工作制吊车梁,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<-20 oC的直接受动力荷载 3)工作温度<-20 oC的受弯及受拉 4)工作温度≤-30oC 非焊接结构:工作温度≤-20 oC的需要验算疲劳
3.4 设计指标
查规范有关表格 3.5 结构或构件变形的规定
1.变形的限值 查规范附录 A 当有实践经验或有特殊要求时,可进行适当调整。 2.起拱规定
当有实践经验或有特殊要求时,可根据不影响正常使用和观感的原则对变形容许值进 行适当调整。
可对横向受力构件进行起拱
起拱大小:一般为恒载标准值加 1 2活载标准值产生的挠度 起拱后挠度计算应为恒载和活载标准值产生的挠度减去起拱值。
四、受弯构件的计算
4.1 强度 4.2 整体稳定 与原规范相同 与原规范相同
4.3 局部稳定
4.3.1 局部稳定分析规定
1.承受静力荷载和间接承受动力荷载的组合梁
宜考虑腹板屈曲后强度
2.直接承受动力荷载的吊车梁及类似构件及不考虑屈曲后强度的组合梁
应按规定配置加劲肋并计算腹板的局部稳定性。 4.3.2 梁腹板的局部稳定计算 1.配置横向加劲肋的腹板
F
tw hR hy hc ho a c 1
cr
c,cr
Mhc cr
2 2
I V hwtw F c t wl z lz a 5hy 2hR (1)cr计算
b 0.85
cr f
0.85 b 1.25 b 1.25
cr [10.75(b 0.85)]f cr 1.1
f 2
b f y 2hc b 177tw 235
b (2)cr计算
s 0.8 0.8 s 1.2 s 1.2
受压翼缘扭转受约束
f y 2hc 153tw 235
受压翼缘扭转未受约束
cr f v cr [10.59(s 0.8)]f v cr v 1.1f 2
s ho / tw s 5.34(2 ho 41 4
/ a)
ho /tw s 2
4(ho / 41 5.34
a) 计算 (3)c,cr c 0.9 0.9 c 1.2 c 1.2 h0 /tw c,cr f f y 235
a 1.0
h o a 1.0 h o f y 235
c,cr [10.79(c 0.9)]f c,1.1 2
cr c f c 3 235 a
28 10.9 13.4 1.83 ho
c 5 235 28 18.9
f y 0.5 a 1.5 h o h0 /tw f y a 1.5 ha 2.0 o h o
2.配置横向加劲肋和纵向加劲肋的腹板
I II
h 1 h2 ho a 2 区格 I
1.0 c c,cr1 cr1
2
cr2 c,cr2 1.0 cr2 c2
cr1
2 区格 II 等的计算公式从略,可查阅新规范 公式中的cr1 3.新、旧规范的差别 (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的计算公式
(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的计算 1. 适用范围
(1)工字形截面组合梁 235 (2) ho / t w
f y 250 (3)承受静力荷载 2. 屈曲后强度的基本原理
(1)具有大宽厚比腹板梁的抗剪强度
(ⅰ)工形截面腹板抗剪屈曲后的张力场理论
张力场理论说明实腹钢梁的腹板失稳后、腹板的受拉方向形成斜向张力场,使钢梁
转化成桁架方式的受力,能继续承担荷载,直到梁的受压翼缘失稳破坏。
由下图可以看出,加劲肋会受到轴心压力。
张力场
(ⅱ)考虑屈曲后强度的梁的抗剪强度 根据张力场理论,规范采用的公式为 当s 0.8时, Vu hwtw fv 当0.8 s 1.2时,V hwtw f 1 u v 0.5 s 0.8 当s 1.2时, Vu hwtw fv 1.2
s (2)具有大宽厚比腹板梁的抗弯强度
(ⅰ)I形截面腹板抗弯屈曲后的有效截面理论
hc 1hc 为腹板受压区有效高度系数,规范采用的公式为
当b 0.85时,
1.0 当0.85 b 1.25时, b 10.82 0.85
0.2 当b 1.25时,
1 1 b b
(ⅱ)考虑屈曲后强度的梁的抗弯强度
xewx x为截面塑性发展系数 f Meu
e为梁截面模量考虑腹板有效高度的折减系数
11e hc3tw 2Ix I x为梁截面全部有效时的惯性矩
hc为梁截面全部有效时算得的腹板受压区高度
(3)具有大宽厚比腹板梁在弯矩和剪力同时作用下的强度 规范采用相关公式
M V M 1 Meu M f 0.5f 1 Vu 3. 计算公式 2
M V 1M
f eu M f
0.5Vu
M 1 M f h12 Af 2h A 2 f 1 h2 f
2 M、V为计算区格内梁的平均弯矩和平均剪力设计值,
当V 0.5Vu时,取V 0.5Vu 当 M M f时,取 M M f Mf为梁翼缘所能承担的弯矩设计值
Af
1、h1为较大翼缘的截面积及其形心到梁中和轴的距离 Af
2、h2为较小翼缘的截面积及其形心到梁中和轴的距离 Meu、Vu为梁抗弯和抗剪承载力设计值
计算 (1) M eu Meu rxeWx f (13 t)w e hc 1
2I x 当b 0.85时
0.85 b 1.25时
1.0
10.82(b 0.85)
b 1.25时
(2)Vu计算
当s 0.8时 0.8 s 1.2时
s 1.2时
0.2 1 1 b b
Vu hwtw f v Vu hwtw fv[10.5(s 0.8)]
1s .2
Vu hwtw fv / 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的计算公式时,应在两侧成对配置中间横向加劲 肋。(腹板仍需按本条文的公式验算抗弯和抗剪承载力)
中间横向加劲肋的截面尺寸除应满足构造规定外,尚需按轴心受力计算在腹板平面外的 稳定性,轴心压力 N S为
F为作用于中间支承加劲肋上端的集中压力。
N S Vu crhwtw F 支座加劲肋应按压弯构件计算强度和腹板平面外的稳定。
ho
H
ho/4
R 支座加劲肋的受力如图所示
H Vu crhwtw
a 1
h0 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的距离。
五、轴心受力构件和拉弯、压弯构件的计算
5.1 轴心受力构件
5.1.1强度
与原规范相同
5.1.2稳定
计算公式与原规范相同
增加:(1)板厚 t40mm时的截面分类及的 曲线 d (2)增加和修改单轴对称截面弯矩失稳计算时的长细比计算方法
1.单轴对称截面轴心受力构件绕对称轴失稳的弯扭失稳问题 (ⅰ)弯扭失稳临界力
根据弹性稳定理论,弯扭失稳临界方程为
e 2 N Ey Nyz N z Nyz Nyz 0 2
i 0 0 式中 y轴为对称轴
轴的欧拉临界力 N Ey为绕 y NEy 2 2 y EA N yz为绕 y轴弯扭失稳临界力
z为扭转屈曲临界力 N 2
Nz 1
EI2 2 i GIt l 0
e0为截面剪心在对称轴上的坐标
i 0为对于剪心的极回转半径
i0 e0 ix iy i 轴的回转半径
x、 y为绕 x轴和 y i 2 2 2 t为截面抗扭惯性矩 I I为截面扇性惯性矩
Nyz为绕 y轴弯扭失稳临界力
令 Nyz 2 2 yz 由上式可得 EA yz为弯扭失稳的长细比
2 1 2 e 2 2 0 yz 4 z z2 2 y y i 0 2 2 y2 1 z 2 i A z 0 It I 25.7 l 2 2
2 l为扭转屈曲的计算长度
这样即可由 查得 yz2.单轴对称截面轴心受力构件的弯扭稳定的换算长细比
1 2y 2z yz
2 (2y 2 2
)2
4(1eo2
z 1
2
It I
z A/ 2 25.7 l i0
ix iy eo为截面形心至剪心的距离 2 o 2
ei o
2 2
/io2 )2y2
z
io为截面对剪心的极回转半径 l为扭转屈曲的计算长度 It为毛截面抗扭惯性矩
I为毛截面扇性惯性矩,对于 T形(包括双角钢)、十形、L形截面可取 I=0 3.角钢截面的简化公式
为了简化常用截面计算,作如下假设 (ⅰ)T形、十字形和角形截面取 I=0,有
z 2 25.7AiI 0
t 2 (ⅱ)等边单角钢主轴的回转半径ix 0.195b,iy 0.385b 剪心坐标e0 b 3, It At
2 (ⅲ)双角钢组合 T形截面 It 0.58At 即可得到简化公式如下 (1)等边单角钢
b /t 0.54loy /b时
(1
yz y 2 0.85b 4 l t oy )
oy yz 4.78 b l t 4 )
(1 t 13.5b 2 b /t 0.54loy /b(2)等边双角钢
时 t b /0.58loy /b时
(1yz y 2 2 0.4 7 b54 ) l t oy 2 2 l t b oy yz 3.9 4 )
t 18.6b (1 时
(3)长肢相并的不等边双角钢 b /t 0.58loy /bb2 /t 0.48loy /b2时
1.09b24
yz y ) 2 2 l t oy (1
(1l yz oy 2
) 4 5.1b t t 2 17.4b2 时
b2为短肢长度 b2 /t 0.48loy /b(4)短肢相并的不等边双角钢
b1为长肢长度
l t 2
yz 3.7 oy 1 (1 b t
4 )
52.7b1
2 (5)等边单角钢绕 u轴失稳时
0.25b
b时,uz u lou2t 2 0.69lou 1
bt t 0.69lou b时,uz b 5.4bt u u
5.1.3用作减少轴心受压构件自由长度的支撑设计
1.支撑轴线应通过被撑构件截面的剪心
双轴对称截面,剪心与形心重合
单轴对称 T形(包括双角钢)、L形截面剪心在两板件的相交点 2.支承所受的力 Fb1 单根柱设置一道支撑时
支撑在柱高度中央 支撑位于柱高l处
Fb1 N 60
Fb1
2401
单根柱设置 m道支撑,等距或不等距但不超过平均间距的 20%时
N Fb1
1 n根柱被一道设置在柱高中央的支撑撑住时
N 30m Fbn Ni Ni为 n根柱轴心压力设计值之和
0.4
0.6 60 n
3.支撑同时承担结构上其他作用效应时,其轴力可不与上述支撑力叠加 5.2拉弯构件和压弯构件 5.2.1强度
与原规范相同 5.2.2稳定
与原规范相同
5.3构件计算长度和容许长细比
桁架弦杆、单系腹杆、再分式腹杆、单层厂房阶形柱的计算长度计算与原规范相同 桁架的交叉腹杆以及单层、多层框架等截面柱的计算长度的计算作了补充和修改 5.3.1框架等截面柱的稳定计算 1.无支撑框架
(1)当采用一阶弹性分析时,框架柱计算长度系数 μ按有侧移框架计算 (2)当采用二阶弹性分析时,框架柱计算长度系数 μ=1 2.有支撑框架
(1)当支撑结构的侧移刚度(产生单位侧倾角的水平力) Sb大于下式时,为强支撑框架
、 N oi为层间所有框架柱用无侧移框架和有侧移框架柱计算长度 Nbi
Sb 3(1.2 Nbi N oi )
系数算得的轴压杆稳定承载力之和。 框架柱的计算长度 μ按无侧移框架计算。
(2)当支撑结构的侧移刚度 Sb不满足上式要求时,为弱支撑框架。
弱支撑框架柱的稳定系数按下式计算
o
N bi 3(1.2 (1
N oi ) )
o o、1为框架柱按有侧移框架和无侧移框架的计算长度系数算得的轴压杆稳定 系数。
5.3.2桁架交叉腹杆的计算长度
1.桁架平面内,取节点中心到交叉点间的距离 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,在交叉点均不中断 1 N 0 1N2
2)相交杆受压,另一杆在交叉节点板处中断
Sb l0
N0 N 112 2 l0 l 3)相交杆受拉,两杆截面相同,在交叉点均不中断 1 13 N0
l0 l 0.5l 2 4 N
4)相交杆受拉,受拉杆在交叉点节点板处中断
3 N0
l0 l 14 0.5l N 5)相交杆受拉,在交叉点处不中断,而计算压杆中断
3 N0l N
若 N0 N,或拉杆的 EI y 2 N0 1 4
l0 0.5l l为桁架节点中心间距离,交叉点不作为节点考虑
N为所计算的压杆的内力,取绝对值 N0为相交杆的内力,取绝对值
当两杆均受压时,应取 N0 N (2)拉杆
l0 l (3)交叉杆单角钢杆件斜平面长细比时
l取节点中心到交叉点的距离
0 5.3.3框架柱计算长度的修正 1.附有摇摆柱(两端斜接柱)时
无支撑框架柱、弱支撑框架柱的计算长度应乘以增大系数
1
Nf Hf N1 H1 N H1为各框架柱轴心压力设计值与柱子高的比值之和
1 Nf Hf 为各摇摆柱轴心压力设计值与柱子高的比值之和 摇摆柱的计算长度为其几何长度
2.梁柱连接为半刚性时,柱的计算长度应考虑半刚性的影响 5.3.4构件容许长细比
增加了跨度 的桁架中构件的规定,其余与原规范相同
60m 跨度 桁架中的 60m 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
受拉弦杆 承受静力 宜取
120 300
腹杆
5.4局部稳定
承受动力
宜取
250 局部稳定的规定与原规范相同,仅增加了热轧部分 T形钢的局部稳定规定和对焊接 T 形钢的规定作了修改,即
轴心受压构件和弯矩使腹板自由边受拉的压弯构件
热轧部分 T形钢腹板高度与其厚度之比 15
f y 0.22焊接 T形钢腹板高度与其厚度之比 35
130.17
f y 235 弯矩使腹板自由边受压的压弯构件
当0 1.0时,腹板高度与其厚度之比
15 235 f y 当0 1.0时,腹板高度与其厚度之比
18 235 f 为长细比
y 0 max min,压应力取正,拉应力取负
max
六、疲劳计算
与原规范相同,仅构件和连接分类有少许修改
七、连接计算
增加了下列规定 (1)焊缝质量等级选用 (2)梁与柱的刚性连接 (3)连接节点板件的计算 7.1焊缝质量等级选用
1.需进行疲劳计算的构件中
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.不需进行疲劳计算的构件中
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的中级工作制吊车梁
腹板与上翼缘 吊车桁架与节点板
之间的 T形焊透焊缝,不低于二级
4.梁腹板与翼缘之间采用角焊缝时
对吊车梁 对一般梁
7.2梁与柱的刚性连接
1.工形梁与 H形柱的翼缘相连,柱腹板不设加劲肋时 (1)柱腹板 tw应满足
外观二级 外观三级
be t w Afc f b be f c t w hc f yc 30 235
a hy Afc为梁受压翼缘的截面积
fb、fc为梁和柱钢材的抗拉、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tc应满足
A ft f b tc 0.4
f c Aft梁受拉翼缘的截面积
2.柱腹板设加劲肋时,腹板节点域应满足
M b1 M b4 2
f v 3 VP hc tw
hb Mb
1、Mb2为节点两侧梁端弯矩设计值90
VP为节点域腹板的体积
H形 VP hbhctw 箱形
VP 1.8hbhctw 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
N 2
N l2
2=0 1 3
1 l3 l1
l1
N ( ili )t f i 1 12cos i 2
l2
l1
2.桁架节点板强度计算
θ θ θ θ be N f b t 30 3.桁架节点板在斜腹杆压力作用下稳定性计算
lf be 扩散角
e O
C (1)有竖杆时
c /t 15
235
f y 不必验算
15 235 c /t 235 22 f y f y 验算稳定(附录 F) (2)无竖杆时
c /t 10 10 235 c /t f 17.5 y 235
时,
f y N 0.8betf 验算稳定(附录 F)
235
,
f y 稳定计算公式从略
4.节点板的自由边长度 Lf与厚度 t之比不得大于60 7.4焊接计算
7.4.1直角角焊缝强度计算 1.直角角焊缝的性能
235
,否则应沿自由边设加劲肋。
f y 角焊缝的应力状态极为复杂,其计算公式的建立只能依靠试验。根据国内外大量试验 结果,直角角焊缝的强度条件用下式表达
2 2
3 // 为垂直于焊缝有效截面的应力2 3f f
w 为有效截面上垂直于焊缝长度方向的剪应力 // 为有效截面上平行于焊缝长度方向的剪应力 fw为角焊缝的强度设计值 f x z y f
Nx helw f hz eNlw 计算破坏面
f
f helw f 2 f 2 // helw f Nx Nz 代入上式即可得强度计算公式
2.强度计算公式
f
f f f
2 w 为正面角焊缝强度的增大系数
直接承受动力荷载时 静力荷载等其他荷载时 角焊缝计算厚度 角焊缝计算长度 2
f 1.0 f 1.22
he 0.7hf lw l 2hf h f hc h f hc h f hc h f h f h f 1.5hf 3.三向受力时
fx f fy fx fy 代入前式后,可得
2 fx 2fy fxfx f f 2
f f w 由于研究不透,规范未列入,如有这种受力状态,建议
fx fy f f f 2 2 2 w
7.4.2斜角角焊缝强度计算( 60135)
(1)计算公式与直角角焊缝相同,但取 1 (2)计算厚度he时取用如下
1
1
2 hf 1 b b2 hf 2
hf 1 1
b hf 2 hf 1 hf 2 hf 1 hf 2 b b b 1.5mm时,he hf 当1.5mmb、b1或b2 5mm时,hbe 或b
1、b2 coshf 2 sin 2 cos
当、 1或 7.4.3部分焊透的对接焊缝 2 (1)计算公式与直角角焊缝相同 (2)计算厚度he的取用如下
V形坡口
s 60he 时 s he 时
600.75s
s 单边 V形 K形坡口
s 当he s 453mm 5时
U形坡口 J形坡口
s s he s
(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
b Nv 0.9nf P 增加了 Q420钢的系数
修改了 Q345钢、Q390钢的部分系数,将 0.55改为 0.50 P为一个螺栓的预拉力,按表取用 修改了 8.8级的预拉力,约增加 10% 2.螺栓抗拉连接
Nt b 3.同时受剪受拉时 0.8P N b NNtb v 1 t N v N v、 t为某个高强度螺栓所承受的剪力和拉力 N 7.5.2高强度螺栓承压型连接 1.工作性能
Nv 1
v 承压型连接在受剪时的工作性能如图所示。在 1点以前,由于预拉力的存在,产生较 大摩擦力,连接不发生滑移。剪力超过 1点值后,连接发生滑移,并由承压力抵抗剪力直到 连接承压破坏,即顶点 2,此时连接达到极限承载力。
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的结构
不宜用于承受反向内力的连接 (2)预拉力 P应与摩擦型相同
(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
与普通螺栓相同 (2)螺栓抗剪连接
与普通螺栓相同 (3)同时受剪受拉时
v t NN Nv Nt 1
2 2 NNv b c b b 1.2 Nv、 Nt为某个高强度螺栓所受的剪力和拉力
vb、 cb为一个高强度螺栓的受剪、受拉和承压承载力设计值 N N tb、N
八、构造要求
增加了(1)提高寒冷地区结构抗脆断能力的要求
(2)大跨度屋盖结构
其余部分仅有少量修订。 8.1提高寒冷地区结构抗脆断能力的要求
1.应尽量减少应力集中。在工作温度低于-30oC的地区,焊接构件宜采用较薄的板件 2.在工作温度≤-20oC地区,焊接结构构造宜符合 (1)桁架节点板上,相邻焊缝焊趾间净距不小于 2.5t (2)节点板对接焊缝处在两侧做成半径不小于 60mm的平缓过渡并予打磨
r
(3)构件拼接部位
≥5t 3.在工作温度≤-20oC地区,焊接结构施工宜符合 (1)安装连接宜采用螺栓连接
(2)受拉构件钢材采用自动气割、或为轧制边,否则对 t>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 600。对无悬挂吊车的屋架,按恒+活荷载可取L 250,当有吊天棚时,按活载可取 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 10h f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1.5d0,但轧制边、自动气割边、锯割边采用一般螺栓
时1.2d0 确定垂直于作用力方向的最小中距和边距时考虑了 (ⅰ)钢材净截面的抗拉强度钢材的承压强度 (ⅱ)毛截面屈服净截面破坏
(ⅲ)避免在孔壁周围产生过度的应力集中 (ⅳ)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 (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 内排 内排 内排
最大边距
垂直内力方向 顺内力且受压 顺内力并受拉
8d0或 12t 16d0或 24t 12d0或 18t 16d0或 24t
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
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 这次修订增加了焊趾间净距的规定
20mm 5mm
5mm
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 di n1 . 5h或1.5dc hc为柱脚截面长度尺寸
dc为圆管柱外径
双肢柱
较大值 1 . 5b或1.5d
cc di n0 . 5h c bc为柱截面宽度
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 外包式柱脚的外包混凝土厚度
焊钉直径d 16mm 中心距d0 埋入式柱脚在埋入部分的顶部应设置水平加劲肋或隔板。 7.增加了焊接吊车梁 T形接头要求焊透的焊缝形式
180mm
钢柱的埋入部分和外包部分均宜在柱的翼缘上设置焊钉
200mm tw tw 2
10mm 8.对吊车梁横向加劲肋的构造作了补充规定如下 吊车梁横向加劲肋的宽度不宜小于 90mm。
在支座处的横向加劲肋应在腹板两侧成对设置,并与梁上下翼缘刨平顶紧。 中间横向加劲肋的上端应与梁上翼缘刨平顶紧。
在重级工作制吊车梁中,中间加劲肋应在腹板两侧成对布置,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与受拉翼缘相焊,其下端宜距受拉下翼缘 50~
100mm,其与腹板的连接焊缝不宜在肋下端起落弧。端加劲肋可与梁上、下翼缘相焊。
9.明确提出重级工作制吊车梁中,上下翼缘与制动梁的连接可采用高强度螺栓摩擦型
连接或焊缝连接。
九、塑性设计
本章与旧规范基本一样,仅对钢材的性能作了下列要求:
按塑性设计时,钢材的力学性能应满足强曲比
fu fy 1.2,伸长率5 15%相
应于抗拉强度 fu的应变u不小于 20倍屈服点应变 y 同时取消旧规范对钢材和连接的强度设计值采用的折减系数 0.9
十、钢管结构
本章修改后作了较大的扩充。除原有的圆钢管结构外,增加了方钢管结构。 10.1一般规定增加了下列内容
1.方管或矩形管的 h t不应超过 40 235 f y 2.管材不应采用 fy 345N
2、屈强比 y u ffmm 0.8的钢材
3.管壁厚不宜大于 25mm 4.桁架节点可视为铰接的条件是
桁架平面内杆件的节间长度与截面高度(或直接)之比 不小于 12(主管)
24(支管)
5.支管与主管连接节点偏心不超过下式时,在计算节点和受拉主管承载力时可忽略因 偏心引起的弯矩的影响;受压主管必须考虑偏心弯矩M N e的影响。
0.55 eh (或 ed) 0.25 a e e e
0
e
0
10.2构造要求增加了下列内容
1.上图中两支管的间隙 a应不小于两支管壁厚之和 2.对支管搭接构造作了详细规定 (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圆管部分作了如下修改 1.公式适用范围
0.2 1 di ti 60 d t 100
为支管外径与主管外径之比
di t 、为支管的外径和壁厚
2.对于 X节点的计算公式 支管受压公式未改变 30
60120
为主管轴线与主管轴线之夹角 为空间管节点支管的横向夹角
d 、为主管的外径和壁厚
t i d pj 支管受拉公式改为 Ntx 0.78N cx pj
t cxpj为受压支管在管节点处的承载力设计值 N 3.对于 T、Y形节点适当降低 5%,系数由 12.12减少为 11.51,即
0.2 11.51d 支管受压 NcTpj n
d0.2
t f sint
tTpj 当 N 1.4NcTpj 0.6时
pj 当 N pj 2cT tT 0.6时 N 支管受拉
2
4.对于 K形节点
5.增加 K形节点 11.51d 2 支管受压 NcKpj ndf
at sin其余未变
t
c 0.2 Nt a N1 pj cKKpj N cK 0.9N pj N Nt
N2
g 6.增加 TT形节点 TKKpj TK 0.9N
g N2 pj pj N cTT gNcT N1 N pj g 1.280.64 dg 1.1 tTT 7.修改的依据
pj NcT 旧规范节点承载力计算公式是根据当时的 300余试验数据经分析和统计得到的; 新规范的修改则是在近年来国内外的 1546个试验数据的基础上考虑到试件尺寸效应 的影响,删去节点尺寸过小的试验数据后,以 824个试验数据为依据经分析研究和数理统计 后得出的。
新规范与旧规范相比具有下列优点:
(1)适用范围扩大,基本能满足新结构设计的需要;
(2)规范公式与试验数据对比的统计量包括平均值、均方差、离散度、置信度以及 最大和最小偏离值等都较旧规范有所改进
10.3.2方管部分为修订时增加的内容
1.节点处支管与主管相焊时焊缝张度的计算方法为 角焊缝的计算厚度取平均计算厚度=0.7hf 焊缝的计算长度为
有间隙的 K形和 N形节点
i 60时
i 50时
2hi lw bi sini 2 hi lw
sini 2bi 50i 60时
T、y、X形节点
lw为直线插值
lw=
2hi sini 以上公式基于试验结果,考虑了焊缝传力的不均匀。 2.节点承载力计算公式的适用范围
bi 、 h i : b b 0 . 2 0 . 0b1 间隙 K形、N形节点 及 0 .
1t 0.35
搭接 K形、N形节点 0 . 2 T、y、X形节点
bi hi 、 : ti ti 杆件受拉 杆件受压
35
235 且
f yi 37 35 T、y、X形、间隙 K形、N形节点
搭接 K形、N形节点
hi bi 235
33 f yi 各种节点
0 . 5
hi bi b h t 、 t T、y、X、间隙 K形、N形节点 35 搭接 K形、N形节点
K、N形节点
40
0 . 5b 1 a
2 5 %1 0 0 % q p 1 . 5 1 t t i , 且1 . 0 , a b i .t1 7 5
t2
j 0
b j i(搭接杆) j(被搭接杆)
q q p 为搭接率 p 式中 为
对于 T、y、X形节点 b b i 对于 K、N形节点 hb1 b2 1 h2 3.计算公式 4b 1)T、y、X形节点
当Ni hi 0.85 时 bc sin2t f pj 1.8
i c sin2 n i c 1
0 . 2 n 当主管受压时5 n 1 . 0
0.5 f 当主管受拉时
n 1 .
为节点两侧主管轴心压应力的较大绝对值0
当Ni hi 时 1.0 5ttfk pj 2.0
sin i sin i n 当 Xh形节点的i cosi i 90且 h 时, N ipj还应按下式计算 2htfv Ni pj
sini fk取用为
(a)
(b)
(c)
(
当支管受拉时, fk f 当支管受压时
T、y形节点 fk 0 . 8 f X形节点
fk 0.65sini 为按长细比
f 0 . 5
3 h 1 . 7
1
2 s i 确定的轴心受压稳定系数 n
t i
fv为主管钢材的抗剪强度系数
当插值0.85 1.0时,根据 进行线性同时还不应超过下列二式
Ni pj 2.0b t
hi e 2i tfi i bbe yt 10
f yi bi bi t f ti 当0.85 1
2tb 时
Nipj 2.0 hi tfv sin i bep
sin
i bep bb10 bi i t 2)有间隙的 K形和 N形节点
b 0.5
Nipj 5.68sin2
f i t t n
Ni A f v v pj sini Nipj 2t2.0hi b
i i
b2 t fe i
i 当 尚应计算1
b 2t时,Nipj 2.0hi i bep tfv sin b i 2
sin
i (d)
(e)
(f)
(g)
(h)
(i) (Av bt 2h 3 3t 2 t 2
4a 主管的承载力为
Ni A
pj vAv f v 11v 2
v p
v fp Av vv 为节点间隙处弦杆所受的剪力,可按支管的竖向分力计算。3)搭接的 K形和 N形节点 搭接支管的承载力
当50%25% 时 qp
q be bNipj h 2.0 i p ej t fi 2t0.5 i 2 i
bb ej 10 ti f yj bj t ti bi i f yi j 当80%50% 时 qp Nipj 2.0
hi be bej 2ti 2 t i fi 当100%80% 时 qp
Nipj i bej 2t2.0hi bi
2 ti fi 被搭接支管的承载力
N Njpj
pj Aj f yj i Ai f yi 4.计算公式的依据
1)矩形管节点的破坏形式有 7种
主管平壁因形成塑性铰线而失效;
主管平壁因冲切而破坏或主管侧壁因剪切而破坏;
(j)
(k)
(l)
(m)
(n)
((
主管侧壁因受拉屈服或受压局部失稳而失效; 受拉支管被拉坏;
受压支管因局部失稳而失效; 主管平壁因局部失稳而失效;
有间隙的 K形、N形节点中,主管在间隙处被剪坏或丧失轴向承载力而破坏。 (2)关于计算公式
公式(a)为防止主管平壁而形成塑性铰线而失效;
公式(b)为防止主管侧壁因受拉屈服或受压局部失稳而失效; 公式(c)为防止主管侧壁因受剪屈服而失效; 公式(e)为防止主管平壁因冲切而破坏; 公式(f)为防止主管平壁因形成塑性铰线而失效; 公式(g)和公式(i)为防止主管截面因剪切而破坏; 公式(j)为防止主管在间隙处因丧失轴向承载力而破坏;
公式(d)、(k)、(l)、(m)则为防止主管平壁强度破坏而失效。 (3)公式的依据
主要采用国际管结构研究和发展委员会(CIDECT)和欧洲规范(Eurocode 3)的公式, 这些公式大部分是建立在试验数据上的经验公式。
部分则是根据国内的试验和理论分析的结果作出修改。包括公式中的 n 和,并对公 式(c)增加了限制条件,即i 90且 h
cosi hi 十
一、钢与混凝土组合梁
11.1一般规定
1.适用范围
不直接承受动力荷载 2.型式
组合梁的翼板可用现浇混凝土板、混凝土叠合板或压型钢板混凝土组合板 3.翼板的有效宽度
4.计算规定 be b0 b1 b2 挠度按弹性方法计算;
强度可按考虑截面塑性发展也可采用弹性分析并考虑塑性发展的内力调幅,调幅系数不 宜超过 15%。
计算连续组合梁的挠度时,在距中间支座两侧各 0.15l(l为梁的跨度)范围内不计受拉
压混凝土,但应计入翼板有效宽度 be范围内的纵向钢筋。其余区段取折减刚度。
在计算强度、挠度和裂缝时,可不考虑板托截面。 5.组合梁应进行施工阶段的强度、稳定和挠度
组合梁的挠度应为施工阶段的挠度与使用阶段挠度的叠加
6.在强度和变形满足的条件下,可以采用部分抗剪连接组合梁,此时组合梁交界面上 的抗剪连接件的纵向水平抗剪能力可以不保证最大正弯矩截面上抗剪承载力充分发挥。
压型钢板做混凝土底模的组合梁宜按部分抗剪连接组合梁设计。 部分抗剪连接组合梁的跨度不超过 20m。 11.2组合梁设计
1.完全抗剪连接组合梁 (1)正弯矩作用区段
与旧规范相同
(2)负弯矩作用区段是修订增加内容
be Ast y3 组合梁塑性中和轴 钢梁塑性中和轴
tw fst y4
f f MMs
Ast fst y3 y4 2 Ms s1 s2 f Ms为负弯矩设计值
s
1、s2为钢梁塑性中和轴以上和以下截面的面积矩 Ast为纵向钢筋截面积 fst为钢筋抗拉强度设计值
2.部分抗剪连接组合梁 (1)正弯矩作用区段
be x fc nrNv c be fc
Ae f 组合梁塑性中和轴
y1
y2
f A A f c
f c n Nr x v
be fc
cAc r Af n Nv
2 f
Mu,r nrNv y1 0.5 Af Mu,r 为部分抗剪连接时组合梁截面抗弯承载力 nrNvcy2 nr为一个剪跨区的抗剪连接件数目
c Nv 为每个抗剪连接件的纵向抗剪承载力 c (2)负弯矩作用区段
3.剪力计算
MMs y4 2
Ns y3 Ms s1 s2 f c Ns Mu,r nrNv、
min Ast fst 全部剪力有钢梁腹板承受
用塑性设计法计算组合梁强度时,下列部位可不考虑弯矩与剪力的相互影响 (1)正弯矩区
(2) Ast fst 0.15Af的负弯矩区 4.计算公式的依据 (1)完全抗剪连接组合梁
计算公式是按简单塑性理论形成塑性铰假定推导得到的
(ⅰ)受拉区混凝土参加工作,板托部分也不予考虑 (ⅱ)受压区混凝土均匀受压并达到轴心抗压强度设计值 (ⅲ)钢梁受拉及受压部分都均匀受力并达到钢材的强度设计值 (ⅳ)剪力全部由钢梁承受,亦不考虑剪力对抗弯承载力的影响 (ⅴ)不考虑施工过程有无支撑
(ⅵ)不考虑混凝土徐变、收缩与温度作用的影响 根据以上假定由力的平衡条件可以得到计算公式。 (2)部分抗剪连接组合梁
部分抗剪连接组合梁的特点是所配置的抗剪连接件不足以承担连接界面上按整体分析 的全部剪力,因此界面会产生滑移。计算公式也可采用简化塑性理论加以确定。
(ⅰ)界面会产生相对滑移,截面的变形不符合平截面假定,混凝土翼板与钢梁有
各自的中和轴;
(ⅱ)抗剪连接件的受力性能应具有一定柔性,能进入理想塑性状态;
(ⅲ)混凝土翼板在剪跨区内的剪力为连接件抗剪设计承载力设计值之和即 nrNvc 根据以上假定,由力的平衡条件可以得到计算公式。
为了能符合上述假定,设计应做到
栓钉直径 d≤22mm,杆长 l≥4d 混凝土强度等级≤C40 抗剪连接件的数量≥50%×nf 如 nr<50%×nf则不考虑组合作用。
11.3抗剪连接件计算
连接件:栓钉、槽钢、弯筋 1.抗剪连接件的承载力设计值 (1)栓钉
Nvc 0.43As Ec f c 0.7Asf Ec为混凝土的弹性模量 As为栓钉钉杆截面积 f为栓钉抗拉强度设计值
γ为栓钉材料强屈比,对于 4.6级的栓钉材料 f=215N/mm2,γ=1.67 (2)槽钢连接件,不必考虑方向
Nvc 0.26 t 0.5tw l Ec f c
c t为槽钢翼缘的平均厚度 lc为槽钢长度
(3)弯筋连接件
2.对于用压型钢板混凝土组合板做翼板的组合梁,其栓钉连接件的抗剪承载力设计值 应予以降低
(1)当压型钢板肋平行于钢梁布置且bw /he 1.5时 Nvc Ast fst bw h d v he he 0.6
bw为混凝土凸肋的平均宽度 折减系数
he 1 he为混凝土凸肋高度 hd为栓钉高度
(2)当压型钢板肋垂直于钢梁布置时
0.85 bw hd v n0 he he
1
he n0为一个肋中布置的栓钉数,当 n0≥3时取 n0=3 3.位于负弯矩区段的抗剪连接件
中间支座 v 0.9 悬臂部分 v 4.抗剪连接件的计算应按剪跨区逐段进行
0.8 剪跨区为弯矩绝对值最大点到零弯矩点
m1 m2 m3 m4 m5
剪跨区划分图
正弯矩区剪跨 Vs Af、behc1 fc负弯矩区剪跨
完全抗剪连接设计时 部分抗剪连接设计时
m i
Vs Ast fst nf Vs / NVc nr 50 %
n f
5.计算公式的依据
(1)连接件的抗剪承载力的计算公式主要以经验为依据
栓钉的抗剪承载力有上限值,与栓钉抗拉强度有关,取用 0.7Asfu;
弯筋连接件当锚固长度足够时,抗剪承载力取决于弯筋的抗拉,当弯起角度为 35º~55º 时,可以忽略角度的影响
(2)试验表明栓钉等抗剪连接件有较好的柔性,因此连接件可以均匀布置。 11.4 挠度计算
1.计算原则
(1)以荷载标准组合和准永久组合中的较大值为依据 (2)可按结构力学方式进行
(3)组合梁的抗弯刚度应考虑连接件变形的影响,乘以折减系数 (4)连续组合梁应按变截面刚度梁进行计算 2.折减刚度
B 1EIeq
Ieq为组合梁的换算截面惯性矩 为刚度折减系数
3 0.4 jl2
36Edc pA0 n khl s nskA1 j 0.81 EI 0 p Acf A A0 E A Acf A d 0 c A1 0 I A0 2 Icf I0 I
E Acf、 I cf为混凝土翼板截面面积和惯性矩
A、I为钢梁截面面积和惯性矩
d c 为钢梁截面形心到混凝土翼板截面形心的距离
h、l为组合梁的截面高度和跨度 k为抗剪连接件刚度系数 p为抗剪连接件的纵向平均间距 ns为抗剪连接件的列数
为钢材与混凝土弹性模量的比值
E
第五篇:非标设备结构设计规范
非标设备结构设计规范v1 东莞力士自动化设备有限公司
网址:http:// 技术咨询电话: 0769 23627175 联系人: 李生 手机: 13712729769 一. 结构可靠
1. 结构件各自分工,功能确定;机构稳定可靠,满足使用要求; 2. 机构定位准确;
3. 重复精度满足使用要求;
4. 机架、机座及零部件刚性足够,工作时不致于变形(如气缸座等); 5. 运动无干扰
A在零件的所有自由度内(360°旋转、摆动、上下、左右)无碰撞、阻挡(包括电线、气管等),应预留尽可能大的空间; B 必要时,螺丝采用沉头或平头。
二.安全措施
1. 设计防止意外事故的防护罩(如皮带、运动机构); 2. 必要时,设计双手操作按钮(如冲床等运动机构); 3. 必要时,设置安全光栅;
4. 设置极限位置限位器(机械限位与Sensor限位双保险); 5. 必要时,马达装扭力限制器,防止过载烧毁; 6. 必要时Sensor加保护罩。
三.安装调试方便
1. 精度要求高的较大机架,不便加工的,基座面板采用可调支承(大直径细牙螺柱),降低成本; 2. 螺纹联接部位要预留尽较大的安装维修空间;
3. 有定位精度要求的零部件,应尽可能延伸到基座面板上,不可直接安装在焊接机架上。
四.气(油)管线要求
1. 机架及基座面板上要多处预穿留管线孔,减少安装现场开孔的困难;
2. 对大流量气动元件,要考虑供气管直径是否足够,并在必要时设置储气罐; 3. 需旋转的气管应采用旋转接头;
4. 对于长距离,多管路系统,为方便维修,应采用可拔插的对接式接头。
五.电气线路要求
1. 机架及基座面板上要多处预留马达及Sensor穿线孔,需往复长距离移动部位应采用拖链; 2. Sensor座要可调;
3. 对于小电流低压电器,为方便维修,可采用对接式接头; 4. 必要时,电线应采取防油防爆措施(套金属软管)。
六.滑动转动部位的润滑措施
1. 导轨等滑动部位,及轴承等转动部位,应设计润滑结构,装注油咀。 2. 必要时,设置防尘结构(如采用带密封盖轴承,装密封圈等)。 七. 其他要求
1. 机器结构满足加工工艺要求,便于制造; 2. 结构简明;; 3. 符合经济性要求; 4. 符合美学原理;
5. 符合噪声要求(如同步带传动比齿轮传动噪声低); 6. 符合环保要求(防尘、无污染)。