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文檔簡介
鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范修訂演示文稿第一頁,共一百二十八頁。優(yōu)選鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范修訂第二頁,共一百二十八頁。7.1焊縫連接
條有關(guān)焊縫質(zhì)量等級的選用,是設(shè)計規(guī)范的新增條文。焊縫質(zhì)量等級是原《鋼結(jié)構(gòu)工程施工及驗收規(guī)范》GBJ205-83首先提到的,但它只提到一、二、三級焊縫的質(zhì)量標準,并未提到何種情況需要采用何級焊縫。原設(shè)計規(guī)范GBJ17-88也沒有明確規(guī)定,導(dǎo)致一些設(shè)計人員對焊縫質(zhì)量等級提出不恰當要求,影響工程質(zhì)量或者給施工單位造成不必要的困難。第三頁,共一百二十八頁。
焊縫質(zhì)量等級的規(guī)定,大部份在設(shè)計規(guī)范有關(guān)條文或表格中已有反映,但不全面不集中,現(xiàn)集中為一條較為直觀明確。(1)在需要計算疲勞結(jié)構(gòu)中的對接焊縫(包括T形對接與角接組合焊縫),受拉的橫向焊縫應(yīng)為一級,縱向?qū)雍缚p應(yīng)為二級,新規(guī)范附表E-1,項次2、3、4已有反映。第四頁,共一百二十八頁。
(2)在不需要計算疲勞的構(gòu)件中,凡要求與母材等強的對接焊縫,受拉時不應(yīng)低于二級。因一級或二級對接焊縫的抗拉強度正好與母材的相等,而三級焊縫只有母材強度的85%。(3)對角焊縫以及不焊透的對接與角接組合焊縫,由于內(nèi)部探傷困難,不能要求其質(zhì)量等級為一級或二級。因此對需要驗算疲勞結(jié)構(gòu)的此種焊縫只能規(guī)定其外觀質(zhì)量標準應(yīng)符合二級。第五頁,共一百二十八頁。
(4)
重級工作制和Q50t的中級工作制吊車梁腹板與上翼緣之間以及吊車桁架上弦桿與節(jié)點板之間的T形接頭焊縫處于構(gòu)件的彎曲受壓區(qū),主要承受剪應(yīng)力和輪壓產(chǎn)生的局部壓應(yīng)力,沒有受到明確的拉應(yīng)力作用,按理不會產(chǎn)生疲勞破壞,但由于承擔軌道偏心等帶來的不利影響,國內(nèi)外均發(fā)現(xiàn)連接及附近經(jīng)常開裂。所以我國74規(guī)范規(guī)定此種焊縫“應(yīng)予焊透”,即不允許采用角焊縫;88年規(guī)范又補充規(guī)定“不低于二級質(zhì)量標準”。新規(guī)范規(guī)定“應(yīng)予焊透,質(zhì)量等級不低于二級”。第六頁,共一百二十八頁。
(5)“需要驗算疲勞結(jié)構(gòu)中的橫向?qū)雍缚p受壓時應(yīng)為二級”、“不需要計算疲勞結(jié)構(gòu)中與母材等強的受壓對接焊縫宜為二級”,是根據(jù)工程實踐和參考國外標準規(guī)定的。美國《鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)范》AWS中,對要求熔透的與母材等強的對接焊縫,不論承受動力荷載或靜力載,亦不分受拉或受壓,均要求無損探傷,而我國的三級焊縫不要求探傷。由于對接焊縫中存在很大殘余拉應(yīng)力,且在某些情況常有偶然偏心力作用(如吊車軌道的偏移),使名義上為受壓的焊縫受力復(fù)雜,常難免有拉應(yīng)力存在。第七頁,共一百二十八頁。、條
GBJ17-88規(guī)范規(guī)定角焊縫和不加引弧板的對接焊縫,每條焊縫的計算長度均采用實際長度減去10mm,此種不分焊縫大小取為定值的辦法不合理,現(xiàn)參考國外標準改為:對接焊縫減去2t;角焊縫減去2hf。條斜角角焊縫的計算兩焊腳邊夾角不等于900的角焊縫稱為斜角角焊縫,這種焊縫一般用于T形接頭中。
第八頁,共一百二十八頁。
斜角角焊縫計算時不考慮應(yīng)力方向,任何情況都取f
或(f)=1.0。這是因為以前對角焊縫的試驗研究一般都是針對直角角焊縫進行的,對斜角角焊縫研究很少。而且,我國采用的計算公式也是根據(jù)直角角焊縫簡化而得,不能用于斜角角焊縫。第九頁,共一百二十八頁。
新規(guī)范參考美國《鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)范》(AWS)并與我國《建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程》進行協(xié)調(diào),作了下列修改:(1)規(guī)定銳角角焊縫兩焊腳邊夾角600,而鈍角角焊縫兩焊腳邊夾角1350。這表示焊腳邊夾角小于600或大于1350的焊縫不推薦用作受力焊縫。第十頁,共一百二十八頁。
(2)原規(guī)范規(guī)定的銳角角焊縫計算厚度取he=0.7hf,比實際的喉部尺寸小,這是考慮到當角較小時,焊縫根部不易焊滿以及在熔合線的強度較低這兩個因素?,F(xiàn)規(guī)定600
已無此問題。因此,不論銳角和鈍角的計算厚度均統(tǒng)一取為喉部尺寸he=hfcos/2。但當根部間隙(b、b1或b2)>1.5mm,則應(yīng)考慮間隙影響,取
第十一頁,共一百二十八頁。
上式可根據(jù)圖中的幾何關(guān)系推導(dǎo)得出,圖中垂直于斜邊的虛線即計算厚度。第十二頁,共一百二十八頁。
(3)新規(guī)范規(guī)定任何情況根部間隙(b、b1或b2)不得大于5mm,主要是圖a中的b1可能大于5mm。此時,可將板端切成圖b的形狀并使b<5mm。對于斜T形接頭的角焊縫,在設(shè)計圖中應(yīng)繪制大樣,詳細標明兩側(cè)斜角角焊縫的焊腳尺寸。第十三頁,共一百二十八頁。7.2緊固件(螺栓、鉚釘?shù)龋┻B接
條(1)表中的抗滑移系數(shù)值作了一些修正,原規(guī)范噴砂(丸)和噴砂后生赤銹時Q345、Q390和Q420鋼的=0.55,實際上達不到此要求,降為0.50。第十四頁,共一百二十八頁。
(2)高強度螺栓的預(yù)拉力P,原規(guī)范取為式中考慮螺栓材質(zhì)的不定性系數(shù)0.9;施工時的超張拉0.9;擰緊螺帽時螺桿所受扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力影響系數(shù)1.2。此式得出的8.8級螺栓的抗剪承載力有時(當0.4時)比同直徑的普通螺栓還低,不合理,且與薄鋼規(guī)范的規(guī)定不協(xié)調(diào),現(xiàn)改為
第十五頁,共一百二十八頁。
由于高強度螺栓材料無明顯的屈服點,用抗拉強度fu代替fy再補充一個系數(shù)0.9是適宜的。(3)將同時受剪和受拉的摩擦型高強度螺栓的計算改用相關(guān)公式表達,實質(zhì)與原規(guī)范相同,由Nvb=0.9nfμP和Ntb=0.8P,代入后即得原規(guī)范計算式Nv=0.9nfμ(P-1.25Nt)。第十六頁,共一百二十八頁。
條取消原規(guī)范“承壓型連接高強度螺栓的抗剪承載力不得大于按摩擦型連接計算的1.3倍”的規(guī)定。理由為,原規(guī)范的此規(guī)定是鑒于當時使用經(jīng)驗不足,控制一下,使承壓型在正常情況下(即荷載標準值作用下)不滑移。但國外標準并沒有此規(guī)定,而承壓型不一定施加與摩擦型相同的預(yù)拉力,因此矛盾較多,況且現(xiàn)在已有使用經(jīng)驗。此外,取消原規(guī)范承壓型連接高強度螺栓的傳力接觸面要求與摩擦型連接相同的規(guī)定,只提出需清除浮銹及油污。
第十七頁,共一百二十八頁。7.3組合工字梁翼緣連接
條原規(guī)范計算式在右側(cè)漏掉了計算截面處的緊固件數(shù)目n1,新規(guī)范已加上。另外,規(guī)范條文指出公式用于計算“翼緣與腹板連接鉚釘(或摩擦型連接高強度螺栓)”,表示普通粗制螺栓和承壓型連接高強度螺栓不得用于此種連接,至于A、B級螺栓,由于制造費工、裝配困難,也不推薦采用。實際上,公式還應(yīng)包括翼緣板與翼緣角鋼之間的承載力計算,此時取F=0。第十八頁,共一百二十八頁。7.4梁與柱的剛性連接
原規(guī)范沒有本節(jié)內(nèi)容,現(xiàn)參考國外標準和我國實踐經(jīng)驗,增加了本節(jié)。
條規(guī)定了不設(shè)置橫向加勁肋時,對柱腹板和柱翼緣厚度的要求。①在梁的受壓翼緣處,柱腹板受有梁翼緣經(jīng)過柱翼緣傳給柱腹板的壓力,柱腹板應(yīng)滿足強度要求和局部穩(wěn)定要求。第十九頁,共一百二十八頁。
柱腹板的強度應(yīng)與梁受壓翼緣等強,即
betwfcAfcfb式中be—柱腹板計算寬度邊緣處壓應(yīng)力的假定分布長度。同梁的局部壓應(yīng)力計算式,取
be=a+5hy;按此公式計算腹板強度時,忽略了柱腹板所受豎向壓力的影響。這是因為在框架內(nèi)豎向壓力主要由柱翼緣傳遞,腹板內(nèi)所受豎向壓應(yīng)力一般較小。第二十頁,共一百二十八頁。
為保證柱腹板在梁受壓翼緣壓力作用下的局部穩(wěn)定,應(yīng)控制柱腹板的寬厚比,規(guī)范參考國外規(guī)定,偏安全地規(guī)定柱腹板的寬厚比應(yīng)滿足下式規(guī)定:式中hc——柱腹板的計算寬度;
fyc——柱腹板鋼材屈服點。第二十一頁,共一百二十八頁。
②在梁的受拉翼緣處,計算柱的翼緣和腹板仍用等強度準則,柱翼緣板所受拉力為:
T=Aftfb
式中Aft——梁受拉翼緣截面積;
fb——梁鋼材抗拉強度設(shè)計值。第二十二頁,共一百二十八頁。
拉力T由柱翼緣板三個部份共同承擔,中間部份(分布長度m)直接傳給柱腹板的力為fctbm(tb為梁翼緣厚度),余下部份由兩側(cè)各ABCD的板件承擔。第二十三頁,共一百二十八頁。根據(jù)試驗研究,拉力在柱翼緣板的影響長度p≈12tc,可將此受力部份視為三邊固定一邊自由的板件,而在固定邊將因受彎形成塑性鉸??捎们€理論導(dǎo)出兩側(cè)翼緣板的承載力設(shè)計值分別為
P=c1fctc2式中c1為系數(shù),與幾何尺寸p、h、q等有關(guān)。對實際工程中常用的H型鋼或?qū)捯砭壒ぷ咒摿汉椭琧1=3.55.0,可偏安全地取c1=3.5。第二十四頁,共一百二十八頁。
柱翼緣板受拉時的總承載力為3.5fctc2+fctbm。考慮到柱翼緣板中間和兩側(cè)部份剛度不同,難以充分發(fā)揮共同工作,可乘以0.8的折減系數(shù)后再與拉力T相平衡,即
即第二十五頁,共一百二十八頁。
按統(tǒng)計分析,的最小值為0.15,以此代入,即得當梁柱剛性連接處不滿足上述公式的要求時,應(yīng)設(shè)置柱腹板的橫向加勁肋?!陡咪撘?guī)程》JGJ99-98規(guī)定:“框架梁與柱剛性連接時,應(yīng)在梁翼緣的對應(yīng)位置設(shè)置柱的水平加勁肋或隔板”。這是因為高層鋼結(jié)構(gòu)的梁、柱一般受力較大,設(shè)計經(jīng)驗認為,沒有不需要設(shè)置柱橫向加勁肋的情況。第二十六頁,共一百二十八頁。條設(shè)置柱的橫向加勁肋時柱腹板節(jié)點域的計算①節(jié)點域的抗剪強度計算柱翼緣和橫向加勁肋為邊界的節(jié)點腹板區(qū)域所受的剪力:剪應(yīng)力應(yīng)滿足下式要求:規(guī)范規(guī)定的計算式()在上式的基礎(chǔ)上加以了調(diào)整和簡化。第二十七頁,共一百二十八頁。
a.節(jié)點域的周邊有柱翼緣和加勁肋提供的約束,使抗剪承載力大大提高,故將節(jié)點域抗剪強度提高到。
b.節(jié)點域中彎矩的影響較大,剪力的影響較小。略去剪力項使算得的結(jié)果偏于安全20%30%,但公式?jīng)]有包括柱腹板軸壓力設(shè)計值N對抗剪強度的不利影響,一般N與其屈服承載力Ny之比<0.5,則軸壓力對抗剪強度不利影響系數(shù)為,與略去剪應(yīng)力有利影響相互抵消而略偏安全。
第二十八頁,共一百二十八頁。由此,上式即成為(a)
式中的hbhctw=Vp稱為節(jié)點域的體積,對箱形截面柱,考慮兩腹板受力不均的影響,取Vp=1.8hbhctw。公式僅適用于非抗震地區(qū)的結(jié)構(gòu)。對地震區(qū)的結(jié)構(gòu),節(jié)點域的計算公式參見《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》的規(guī)定。第二十九頁,共一百二十八頁。
②節(jié)點域腹板的穩(wěn)定:新規(guī)范規(guī)定為保證節(jié)點域的穩(wěn)定,應(yīng)滿足下式要求:
(hc+hb)/tw90(b)
上式與抗震規(guī)范GB50011的規(guī)定相同,也是美國規(guī)范的建議,為在強震情況下不產(chǎn)生彈塑性剪切失穩(wěn)的條件。但在抗震規(guī)范中,根據(jù)我國初步研究,在軸力和剪力共同作用下,保證不失穩(wěn)的條件應(yīng)為(hc+hb)/tw70,將此列為“注”。本規(guī)范不包括抗震,取消此“注”,只將公式(b)列入作為最低限值。第三十頁,共一百二十八頁。條當柱腹板節(jié)點域不滿足公式(a)的要求時,需要采取加強措施。對由板件焊成的組合柱宜將腹板在節(jié)點域加厚,加厚的范圍應(yīng)伸出梁上、下翼緣外不小于150mm處。對軋制H型鋼或工字鋼柱,宜用補強板加強,補強板可伸出加勁肋各150mm,亦可不伸過加勁肋而與加勁肋焊接。第三十一頁,共一百二十八頁。
補強板側(cè)邊應(yīng)用角焊縫與柱翼緣相連,其板面尚應(yīng)采用塞焊縫與柱腹板連成整體,塞焊點之間的距離不應(yīng)大于較薄焊體厚度的,以防止補強板向外拱曲。采用斜加勁肋的補強辦法,對抗震耗能不利,而且與縱向梁連接有時在構(gòu)造上亦有困難,一般僅用于輕型結(jié)構(gòu)。第三十二頁,共一百二十八頁。7.5連接節(jié)點處板件的計算
本節(jié)為新增內(nèi)容。連接節(jié)點處板件(主要是桁架節(jié)點板)的計算方法,多年來一直未解決,90年代,重慶鋼鐵設(shè)計研究院會同云南省建筑設(shè)計院作了一系列雙角鋼桿件桁架節(jié)點板的試驗和理論研究,擬合出連接節(jié)點處板件在拉力作用下的強度計算式和在壓力作用下的穩(wěn)定計算式。新修訂的規(guī)范將上述研究成果加以整理并與國外有關(guān)規(guī)定對比,提出了簡化計算式。第三十三頁,共一百二十八頁。
條連接節(jié)點處板件的強度計算??估囼灢捎昧瞬煌问降?6個試件,所有試件的破壞特征均為沿最危險的線段撕裂破壞,即圖a中的三折線撕裂,和均與節(jié)點板邊緣線基本垂直。第三十四頁,共一百二十八頁。
規(guī)范建議強度計算可用撕裂面法,沿BACD撕裂線割取自由體,沿BACD撕裂線割取自由體,由于板內(nèi)塑性發(fā)展引起應(yīng)力重分布,可假定破壞時在撕裂面各段上平行于腹桿軸線的應(yīng)力均勻分布且折算應(yīng)力達到抗拉強度fu時試件破壞。根據(jù)平衡條件并忽略M和V,則第i段撕裂面的平均正應(yīng)力i和平均剪應(yīng)力i為:第三十五頁,共一百二十八頁。折算應(yīng)力為即令第i段的拉剪折算系數(shù)則由寫成計算式則為(b)第三十六頁,共一百二十八頁。
——第i段撕裂面與拉力作用線的夾角。公式(b)符合破壞機理,其計算結(jié)果與試驗值之比平均為87.5%,略偏安全且離散性小。公式還適用于下圖兩種板件的撕裂面的計算。
第三十七頁,共一百二十八頁。
條桁架節(jié)點板強度的有效寬度計算法。由于桁架節(jié)點板的外形往往不規(guī)則,同時,一些受動力荷載的桁架還需要計算節(jié)點板的疲勞,用撕裂面法推導(dǎo)出來的公式計算比較麻煩。故參照國外多數(shù)國家的經(jīng)驗,規(guī)范建議對桁架節(jié)點板也可采用有效寬度法進行承載力計算。有效寬度法假定腹桿軸力N通過連接件在節(jié)點板內(nèi)按照應(yīng)力擴散角度傳至連接件端部與N相垂直的一定寬度范圍內(nèi),稱為有效寬度be。第三十八頁,共一百二十八頁。
假定be范圍內(nèi)的節(jié)點板應(yīng)力達到fu,并令be·t·fu=Nu(節(jié)點板破壞時的腹桿軸力),按此法擬合的結(jié)果,當應(yīng)力擴散角=270時精度最高,計算值與試驗值的比值平均為98.9%;當=300時,比值為106.8%,考慮到國外多數(shù)國家對應(yīng)力擴散角均取為300,為與國際接軌且誤差較小,建議取=300。第三十九頁,共一百二十八頁。
有效寬度法適用于腹桿與節(jié)點板采用側(cè)焊、圍焊、鉚釘、螺栓等多種連接情況,(采用鉚釘或螺栓連接時,be應(yīng)取為有效凈寬度)。
當桁架弦桿或腹桿為T型鋼或雙板焊接T形截面時,節(jié)點構(gòu)造方式有所不同,節(jié)點內(nèi)的應(yīng)力狀態(tài)更加復(fù)雜,故規(guī)范公式()和()均不適用。
第四十頁,共一百二十八頁。條桁架節(jié)點板的穩(wěn)定計算。與受壓桿件相連的節(jié)點板區(qū)域在壓力作用下除強度破壞外,還有可能喪失穩(wěn)定。規(guī)范所列的穩(wěn)定計算公式是根據(jù)8個試件的試驗結(jié)果擬合出來的,其中有和無豎腹桿的試件各4個。試驗結(jié)果有以下特點:①當節(jié)點板的自由邊長度lf與厚度t之比時(一般出現(xiàn)在無豎腹桿的節(jié)點板),節(jié)點板穩(wěn)定性很差,此時應(yīng)沿自由邊加勁。加勁后,穩(wěn)定承載力有較大提高。第四十一頁,共一百二十八頁。②在斜腹桿壓力作用下,失穩(wěn)形式一般為在AB—BC—CD線附近或前方呈三折線屈折破壞。屈折線的位置和方向與受拉時的撕裂線類似,而且一般在區(qū)的前方首先失穩(wěn),其它各區(qū)相繼失穩(wěn)。第四十二頁,共一百二十八頁。
③節(jié)點板的抗壓性能取決于c/t的大小(c為受壓斜腹桿連接肢端面中點沿腹桿軸線方向至弦桿的凈距),在一般情況下,c/t愈大穩(wěn)定承載力愈低,對有豎腹桿的節(jié)點板,當時,可不驗算節(jié)點板的穩(wěn)定。第四十三頁,共一百二十八頁。
④對無豎腹桿的節(jié)點板,當時,節(jié)點板的穩(wěn)定承載力約為強度承載力的80%,故可將受壓腹桿的內(nèi)力乘以增大系數(shù)1.25后再按受拉節(jié)點板的強度計算進行計算,當時應(yīng)按規(guī)范附錄F進行穩(wěn)定計算。但當時,規(guī)范規(guī)定的計算值將大于試驗值,不安全,故規(guī)定c/t不能超過。對自由邊加勁的無豎腹桿節(jié)點板,要求與有豎腹桿的相同。第四十四頁,共一百二十八頁。桁架節(jié)點板厚度選用表一般的鋼結(jié)構(gòu)教科書和手冊均列有“桁架節(jié)點板厚度選用表”,但都系互相參考,缺乏科學依據(jù)。這次該研究組先制作了N-t/b關(guān)系表(N為腹桿最大拉力;t為節(jié)點板厚度;b為連接肢寬度),反映了側(cè)焊縫焊腳尺寸hf1、hf2的影響。規(guī)范修訂組又在上述參數(shù)組合的最不利情況下,重新整理出偏于安全的N—t表。相對來說它比以往的N—t表更符合實際。第四十五頁,共一百二十八頁。
討論:為保證節(jié)點板受壓時的穩(wěn)定,桁架桿件間間隙不能太大,例如有豎腹桿的節(jié)點板(或自由邊有加勁的節(jié)點板),不能理解為c值愈小愈好。規(guī)范第條規(guī)定“弦桿與腹桿、腹桿與腹桿之間的間隙,不應(yīng)小于20mm”,這是由于間隙過小,焊接殘余應(yīng)力影響過大。而對吊車桁架,為避免疲勞破壞第條規(guī)定此間隙“不宜小于50mm”;在第條又規(guī)定在工作溫度-20C地區(qū)的桁架,為防冷脆,“腹桿與弦桿相鄰焊縫焊趾間凈距不宜小于2.5t”。同樣這些規(guī)定不能理解為桿件間間隙愈大愈好,在某些情況如出現(xiàn)矛盾,工程技術(shù)人員應(yīng)妥善處理。第四十六頁,共一百二十八頁。7.6支座
條為新增加的條文,因為平板支座為小跨度梁和桁架支于混凝土柱或混凝土墊塊上最常用的支座。弧形支座和輥軸支座中,圓柱形表面與平板的接觸表面的承壓應(yīng)力,原規(guī)范是按下式計算:(原規(guī)范和)式中,L為弧形表面或輥軸與平板接觸長度;d為輥軸直徑(對輥軸支座)或弧形表面半徑的兩倍;n為輥軸數(shù)目,對弧形支座n=1。第四十七頁,共一百二十八頁。
新規(guī)范參考國內(nèi)外規(guī)范的規(guī)定,認為從發(fā)展的趨勢來看,此種支座接觸面的承載力宜與fy2成正比較為合適,建議采用下式表達:
R≤40ndlf2/E(新規(guī)范)上式可寫成為對Q235鋼,E=206103N/mm2,f=215N/mm2,則可寫成為與原規(guī)范的計算式基本一致。第四十八頁,共一百二十八頁。、條增加“球形支座”和“橡膠支座”,但未提出具體計算公式。
第四十九頁,共一百二十八頁。第8章構(gòu)造要求第五十頁,共一百二十八頁。8.1一般規(guī)定
條增加提出“避免材料三向受拉”,是希望通過采取構(gòu)造上的措施,以防止可能引發(fā)的脆斷。
條鋼板的最小厚度由原88規(guī)范規(guī)定的5mm減小為4mm。第五十一頁,共一百二十八頁。條焊接用鋼材應(yīng)嚴格控制含碳量(C≤0.20%),并保證其塑性性能和冷彎試驗合格。鋼材的可焊性可用碳當量Ceq和焊接裂紋感性指數(shù)Pcm進行評價。當Ceq<0.4%時,鋼材的淬硬傾向不明顯,可焊性優(yōu)良。當Ceq=0.4~0.6%時,淬硬傾向明顯,冷裂紋的敏感將增大,需要采取預(yù)熱措施。第五十二頁,共一百二十八頁。
本條刪去了原規(guī)范對焊件厚度的建議(原建議低碳鋼50mm,低合金鋼36mm),是因為:(1)“正常情況”的概念比較模糊;(2)從防止脆斷的角度出發(fā),焊件的厚度限值與結(jié)構(gòu)形式、應(yīng)力特征、工作溫度以及焊接構(gòu)造等多種因素有關(guān),很難提出某個具體數(shù)值。
第五十三頁,共一百二十八頁。條強制性條文“結(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)其形式、組成及荷載的不同情況設(shè)置可靠的支撐系統(tǒng)。在建筑物每一個溫度區(qū)段或分期建設(shè)的區(qū)段中,應(yīng)分別設(shè)置獨立的空間穩(wěn)定的支撐系統(tǒng)。”本條是對支撐系統(tǒng)設(shè)置的原則性規(guī)定。第五十四頁,共一百二十八頁。
一般組成鋼結(jié)構(gòu)的承重構(gòu)件都是平面結(jié)構(gòu)體系,如工業(yè)與民用建筑中的屋架、橋架、框架等,因而必須設(shè)置一定的支撐系統(tǒng)。支撐系統(tǒng)的作用是保證結(jié)構(gòu)的空間工作,提高結(jié)構(gòu)的整體剛度,承擔和傳遞水平力,防止桿件產(chǎn)生過大的振動,避免壓桿的側(cè)向失穩(wěn),同時保證結(jié)構(gòu)安裝時的穩(wěn)定。本條僅是對支撐系統(tǒng)設(shè)置的原則性規(guī)定,由于具體工程情況十分復(fù)雜,設(shè)計時應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)及其荷載的不同情況分別考慮。第五十五頁,共一百二十八頁。
條關(guān)于溫度區(qū)段長度的規(guī)定。
88規(guī)范在TJ17-74規(guī)范的基礎(chǔ)上,已對溫度區(qū)段的長度作了新的規(guī)定:(1)縱向溫度區(qū)段長度有所增加:對“采暖房屋和非采暖地區(qū)的房屋”。由180m增大至220m;對“熱車間和采暖地區(qū)的非采暖房屋”由150m增大至180m。第五十六頁,共一百二十八頁。
(2)在橫向框架中,相同溫度變形的情況下,橫梁與柱鉸接時的溫度應(yīng)力比橫梁與柱剛接時的溫度應(yīng)力要小得多。因此根據(jù)理論分析,已將鉸接時的橫向溫度區(qū)段長度加大25%。第五十七頁,共一百二十八頁。
(3)柱間支撐的縱向水平剛度較單獨柱大得多(約10~20倍),故廠房縱向溫度變形的不動點接近于柱間支撐的中點(有兩道柱間支撐時,為兩支撐距離的中點)。表規(guī)定的數(shù)值是基于溫度區(qū)段長度等于2倍不動點到溫度區(qū)段端頭的距離確定的。故規(guī)定:“當柱間支撐不對稱布置時,柱間支撐的中點(兩道柱間支撐時為兩支撐距離的中點)至溫度區(qū)段端部的距離不宜大于表中縱向溫度區(qū)段長度的60%。”第五十八頁,共一百二十八頁。第五十九頁,共一百二十八頁。
(4)表增加注③,“當有可靠依據(jù)和措施時,表中數(shù)值可予以增減”,是考慮到影響溫度區(qū)段長度限值的因素較多,在規(guī)范中無法逐一反映,讓設(shè)計人員根據(jù)具體情況考慮增減(在實際工程中已有突破者)。當不超過表中數(shù)值時,在一般情況下,可不考慮溫度應(yīng)力和溫度變形的影響。第六十頁,共一百二十八頁。2對溫度應(yīng)力和溫度區(qū)段長度的討論(1)規(guī)范規(guī)定值由一般典型情況確定,具體工程千差萬別,對溫度縫的設(shè)置及溫度應(yīng)力的計算應(yīng)從實際情況出發(fā)區(qū)別對待。溫度作用的性質(zhì)與一般的荷載不同,不能硬“抗”,只能適當采取“放”的辦法,只要讓結(jié)構(gòu)構(gòu)件和連接具有適當伸縮變形能力,溫度作用就可大量減少。第六十一頁,共一百二十八頁。
(2)過去只計算柱及柱間支撐的溫度內(nèi)力。但在溫度作用下,吊車梁、托架、屋架等水平構(gòu)件的軸向伸縮受到柱和柱間支撐的彈性抵抗,會產(chǎn)生反作用力。過去沒有發(fā)現(xiàn)問題,是由于吊車梁與柱常采用粗制螺栓的搭接連接,滑移量較大;托架支于上部柱,上部柱在廠房的縱向剛度較小,溫度內(nèi)力有限;廠房橫向則一般跨數(shù)不多,也沒有對屋架產(chǎn)生過大的溫度內(nèi)力。今后隨著溫度區(qū)段長度的增加,當溫度差較大而連接方式又不利于吸收溫度變形時,則需要加以注意。第六十二頁,共一百二十八頁。(3)橫向伸縮縫處,我國過去習慣采用雙柱。西歐用單柱的伸縮縫較多,我國近來也逐漸采用。單柱伸縮縫能節(jié)約鋼材,但構(gòu)造較復(fù)雜,且屋蓋系統(tǒng)較難處理。當有托架時最好不用單柱縫,在地震區(qū)亦不宜采用單柱縫。廠房橫向?qū)挾容^大時,宜采用柔性柱(上部柱的截面寬度減小,屋架與柱鉸接),即用“放”的辦法解決,盡量避免設(shè)置縱向伸縮縫。(4)溫度應(yīng)力的計算當溫度區(qū)段長度超過表規(guī)定的數(shù)值,應(yīng)進行溫度應(yīng)力的計算。第六十三頁,共一百二十八頁。8.2焊縫連接
焊縫收縮使附近金屬產(chǎn)生應(yīng)力集中,所以焊接接頭容易產(chǎn)生層狀撕裂。層狀撕裂多發(fā)生于厚度較大的部件中。厚鋼板的輥軋次數(shù)少,冶金缺陷較多;化學成分的偏析較嚴重,焊接后層狀撕裂的危險性就較大。此外,厚板的焊接殘余應(yīng)力復(fù)雜,往往存在較大的三向同號應(yīng)力場。所以,當結(jié)構(gòu)受力時,厚板焊件容易脆性破壞。尤其是強度較高的鋼材,其破壞時的應(yīng)變和延性下降,層狀撕裂也就更為嚴重。第六十四頁,共一百二十八頁。
條參照ISO國際標準,補充規(guī)定對焊件厚度t>20mm(ISO為t≥16mm,前蘇聯(lián)為25mm)的角焊縫應(yīng)采用收縮時不易引起層狀撕裂的構(gòu)造。第六十五頁,共一百二十八頁。條根據(jù)美國AWS的多年經(jīng)驗,凡不等厚(寬)焊件對焊連接時,均在較厚(寬)焊件上做成坡度不大于1/2.5(ISO為不大于1/1)的斜角。為減少加工工作量,對承受靜態(tài)荷載的結(jié)構(gòu),將原規(guī)范規(guī)定的斜角坡度不大于1/4改為不大于1/2.5,而對承受動態(tài)荷載的結(jié)構(gòu)仍為不大于1/4。因根據(jù)我國的試驗研究,坡度用1:81:4接頭的疲勞強度與等寬、等厚的情況相差不大。第六十六頁,共一百二十八頁。條兩焊腳邊夾角>135°(原規(guī)范為120°)時,焊縫表面較難成型,受力狀況不良;而<60°的焊縫施焊條件差,根部將留有空隙和焊渣,已不能用條的規(guī)定來計算這類斜角角焊縫的承載力,故規(guī)定這種情況只能用于不受力的構(gòu)造焊縫。但鋼管結(jié)構(gòu)有其特殊性,不在此限。第六十七頁,共一百二十八頁。條(1)參照AWS,當采用低氫型焊條時,角焊縫的最小焊腳尺寸可由較薄焊件的厚度經(jīng)計算確定,因低氫型焊條焊渣層厚、保溫條件較好。(2)
側(cè)面角焊縫的最大長度,原來對動力荷載作用下控制較嚴(≤40hf),該規(guī)定原根據(jù)前蘇聯(lián)的經(jīng)驗,經(jīng)過我國的試驗研究證明,對靜載或動載可以不加區(qū)別,統(tǒng)一取某個規(guī)定值?,F(xiàn)在國外亦都不考慮荷載狀態(tài)的影響,故將原動力荷載作用下的角焊縫最大長度放寬為≤60hf。第六十八頁,共一百二十八頁。8.3螺栓連接和鉚釘連接
條
表的修改參考了我國《鐵路橋梁鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》及美國鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范(AISC1989),修改的主要內(nèi)容有:(1)原規(guī)范表中“任意方向”涵義不清,參照橋規(guī)明確為“沿對角線方向”。(2)原規(guī)范中間排的中心間距沒有明確“垂直內(nèi)力方向”的情況,參照橋規(guī)補充這一項。第六十九頁,共一百二十八頁。
(3)原規(guī)范對邊距區(qū)分為切割邊和軋制邊兩類,這和前蘇聯(lián)及我國橋規(guī)的規(guī)定相同。但美國AISC卻始終區(qū)分為剪切邊(shearcut)和軋制邊或氣割(gascut)與鋸割(sawcut)兩類。意即氣割及鋸割和軋制是屬于同一類。從切割方法對鋼材邊緣質(zhì)量的影響來看,美國規(guī)范是比較合理的,現(xiàn)從我國國情出發(fā),將手工氣割歸于剪切這一類。第七十頁,共一百二十八頁。條強制性條文
“對直接承受動力荷載的普通螺栓受拉連接應(yīng)采用雙螺帽或其它能防止螺帽松動的有效措施?!?/p>
本條文是為防止構(gòu)件間連接螺栓的松動而規(guī)定的措施,具體構(gòu)造可以任意選擇。在目前鋼結(jié)構(gòu)工程的施工中,除用雙螺帽外,也可用加彈簧墊圈或?qū)⒙菝焙吐輻U直接焊死的方法。第七十一頁,共一百二十八頁。條因撬力很難精確計算,故增加了對沿桿軸方向受拉的螺栓(鉚釘)連接中的端板(法籃板)應(yīng)適當增強剛度的構(gòu)造要求(如設(shè)置加勁肋等),以免有時撬力過大影響安全。第七十二頁,共一百二十八頁。8.4結(jié)構(gòu)構(gòu)件
條增加了腹桿與弦桿直接對焊的連接情況,并作了在此種情況下“相鄰腹桿連接角焊縫焊趾間凈距不小于5mm(鋼管結(jié)構(gòu)除外)”的規(guī)定,以利施焊且改善抗脆斷性能。鋼管結(jié)構(gòu)相貫連接節(jié)點處的焊縫連接另有詳細規(guī)定,故不受此限。第七十三頁,共一百二十八頁。
條按我國習慣,柱腳錨栓不考慮承受剪力,特別是有靴梁的錨栓更不能承受剪力。但對于沒有靴梁的錨栓,國外有兩種意見,一種認為可以承受剪力,另一種則不考慮。另外,在我國亦有資料建議在抗震設(shè)計中可用半經(jīng)驗半理論的方法適當考慮外露式鋼柱腳(不管有無靴梁)受壓側(cè)錨栓的抗剪作用。為此將原規(guī)范的“不得”改為“不宜”
。底板與混凝土基礎(chǔ)間摩擦系數(shù)的取值,現(xiàn)在國內(nèi)外已普遍采用0.4,故列入。
第七十四頁,共一百二十八頁。條新增“插入式柱腳”的構(gòu)造規(guī)定。近年來,北京鋼鐵設(shè)計研究總院和重慶鋼鐵設(shè)計研究院等單位均曾對插入式鋼柱腳進行過試驗研究,并曾在多項單層工業(yè)廠房工程中使用,效果較好,并不影響安裝調(diào)正。這種柱腳構(gòu)造簡單、節(jié)約鋼材、安全可靠。本條規(guī)定是參照北京鋼鐵設(shè)計研究總院編寫的“鋼柱杯口式柱腳設(shè)計規(guī)定”提出來的,同時還參考了鋼管混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)程。第七十五頁,共一百二十八頁。
鋼柱插入杯口的最小深度與我國電力行業(yè)標準“鋼—混凝土組合結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)程”的插入深度比較接近。國家建材局“鋼管混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工規(guī)程”中對插入深度的取值過大,未予采用。本條規(guī)定的數(shù)值大于預(yù)制混凝土柱插入杯口的深度。第七十六頁,共一百二十八頁。
對雙肢柱的插入深度,北鋼院原取為(1/31/2)hc。而混凝土雙肢柱為(1/3~2/3)hc,并說明當柱安裝采用纜繩固定時才用1/3hc。為安全計,本條將最小插入深度改為0.5hc第七十七頁,共一百二十八頁。條新增“埋入式柱腳”
和“外包式柱腳”的有關(guān)構(gòu)造規(guī)定。將鋼柱直接埋入混凝土構(gòu)件中的埋入式柱腳和將鋼柱置于混凝土構(gòu)件上在鋼柱四周外包一段鋼筋混凝土的外包式柱腳,常用于多、高層鋼結(jié)構(gòu)建筑物。本條規(guī)定參照了“高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程”(JGJ99-98)以及冶金部《鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)程》(YB9082-97)中相類似的構(gòu)造要求。第七十八頁,共一百二十八頁。
對埋入深度或外包高度的要求,高鋼規(guī)程中規(guī)定為柱截面高度的2~3倍(大于插入式柱腳的插入深度),是引用日本的經(jīng)驗,對抗震有利。而在鋼骨混凝土規(guī)程中對此沒有提出要求。因此,本條沒有對埋深或外包高度提出具體要求。第七十九頁,共一百二十八頁。8.5對吊車梁和吊車桁架
(或類似結(jié)構(gòu))的要求
條
“吊車梁翼緣板或腹板的焊接拼接應(yīng)采用加引弧板和引出板的焊透對接焊縫,引弧板和引出板割去處應(yīng)予打磨平整。焊接吊車梁和焊接吊車桁架的工地整段拼接應(yīng)采用焊接或高強度螺栓的摩擦型連接。”系根據(jù)我國和日本的工程實踐經(jīng)驗修訂。
第八十頁,共一百二十八頁。
條補充和修改的主要內(nèi)容:(1)將原來適用于簡支吊車梁的條文擴大到可用于連續(xù)吊車梁;(2)明確規(guī)定了支座加勁肋和中間橫向加勁肋的配置方式和構(gòu)造要求;(3)參照前蘇聯(lián)的經(jīng)驗,規(guī)定了橫向加勁肋的寬度不宜小于90mm。第八十一頁,共一百二十八頁。
條直接鋪設(shè)軌道的吊車桁架上弦,其工作性質(zhì)與連續(xù)吊車梁相近,而原規(guī)范寫為“與吊車梁相同”不夠確切,今改正為“其構(gòu)造要求應(yīng)與連續(xù)吊車梁相同”。第八十二頁,共一百二十八頁。條關(guān)于重級工作制吊車梁上翼緣與制動梁是否可用側(cè)焊縫連接,重慶鋼鐵設(shè)計研究院和重慶建筑大學從1988年到1992年曾對此進行了專門的研究。通過靜力、疲勞試驗和理論分析,論證了只要能保證焊接質(zhì)量和控制焊接變形僅用單面角焊縫連接的可行性,并在攀鋼,成都無縫鋼管廠和寶鋼等工程中應(yīng)用。設(shè)計中,制動板與吊車梁上翼緣之間還增加了按構(gòu)造布置的C級普通螺栓連接,以改善安裝條件和焊縫受力情況。用焊縫連接不僅可節(jié)約投資而且可以提高工效1~2倍。第八十三頁,共一百二十八頁。
條焊接長軌要保證軌道在溫度作有下能沿縱向伸縮,同時不損傷固定件,日本在鋼軌固定件與軌道間留有約1mm空隙,西德經(jīng)驗約為2mm,我國使用的經(jīng)驗應(yīng)留有一定空隙(1mm)。第八十四頁,共一百二十八頁。8.6大跨度屋蓋結(jié)構(gòu)本節(jié)是新增加的內(nèi)容,是我國大跨度房屋結(jié)構(gòu)建設(shè)經(jīng)驗的總結(jié),并明確定義跨度L≥60m的屋蓋為大跨度屋蓋結(jié)構(gòu)。重點介紹了大跨度桁架結(jié)構(gòu)的構(gòu)造要求,其它結(jié)構(gòu)形式(如空間結(jié)構(gòu),拱形結(jié)構(gòu)等)見專門的設(shè)計規(guī)程或有關(guān)資料。第八十五頁,共一百二十八頁。
根據(jù)航空設(shè)計院的設(shè)計實踐經(jīng)驗,在大跨度桁架屋蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)該考慮以下問題:(1)在桁架主要承重桿件及其連接的承載能力計算中,結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)取1.1;當有懸掛吊車時,動力系數(shù)取1.1;桁架的受壓弦桿及端斜桿在承載能力計算中,桿件內(nèi)力宜乘1.05的增大系數(shù)。第八十六頁,共一百二十八頁。
(2)屋面宜采用輕屋面,屋面均布活荷載標準值宜取為0.5kN/m2,并應(yīng)驗算屋蓋半邊受活荷載(雪荷載等)的工況。對于桁架桿件和圍護構(gòu)件應(yīng)考慮風荷載負壓的不利影響。第八十七頁,共一百二十八頁。
(3)大跨度屋蓋結(jié)構(gòu)的節(jié)點可采用焊接連接和高強度螺栓連接;當桿件內(nèi)力較大或動力荷載較大時宜采用高強度螺栓的摩擦型連接(管結(jié)構(gòu)除外),其數(shù)目應(yīng)按桿件等強連接確定;當腹桿為構(gòu)造截面選用時,螺栓數(shù)目可按1.1倍桿件內(nèi)力或75%桿件凈面積強度計算確定并取其中較大者。第八十八頁,共一百二十八頁。
(4)大跨度桁架桿件的容許長細比,對受壓弦桿和端壓桿的容許長細比宜取為100,其它受壓腹桿可取為150(承受靜力荷載或間接承受動力荷載)或120(直接承受動力荷載)。對受拉弦桿和腹桿的長細比不宜超過300(承受靜力荷載或間接承受動力荷載)或250(直接承受動力荷載)。第八十九頁,共一百二十八頁。
(5)大跨度屋蓋結(jié)構(gòu)為減少結(jié)構(gòu)變形、支承結(jié)構(gòu)位移、邊界約束條件和溫度變化對內(nèi)力產(chǎn)生的影響,支座應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)具體情況可采用橡膠支座和萬向球形支座或雙曲形支座,以適應(yīng)桁架支座水平位移和不同方向角位移的需要。第九十頁,共一百二十八頁。
(6)大跨度屋架的撓度容許值根據(jù)近些年來的實踐經(jīng)驗并參照國外資料,對有懸掛吊車的屋架,按全部荷載標準值計算取跨度的1/500,按可變荷載標準值計算時取1/600;對無懸掛吊車的屋架,按全部荷載標準值計算取跨度的1/250,當有吊天棚時,按可變荷載標準值計算取跨度的1/500。第九十一頁,共一百二十八頁。8.7提高寒冷地區(qū)結(jié)構(gòu)抗脆斷
能力的要求本節(jié)是新增加的內(nèi)容,是為了使設(shè)計人員重視鋼結(jié)構(gòu)可能發(fā)生脆斷(特別是寒冷地區(qū))而提出來的。由于對國產(chǎn)建筑鋼材在不同工作條件下的脆斷問題還缺乏深入研究,內(nèi)容主要來自前蘇聯(lián)的資料,同時亦參考了其它國內(nèi)外的有關(guān)資料。這些資料在定量的規(guī)定上差別較大,很難直接引用,但在定性方面即概念設(shè)計中卻有一些共同規(guī)律可供今后設(shè)計中參照。第九十二頁,共一百二十八頁。
寒冷地區(qū)的結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)考慮以下問題:
(1)鋼結(jié)構(gòu)的抗脆斷性能與環(huán)境溫度、結(jié)構(gòu)型式、鋼材厚度、應(yīng)力特征、鋼材性能、加荷速率以及重要性(破壞后果)等多種因素有關(guān)。工作溫度愈低、鋼材愈厚、名義拉應(yīng)力愈大、應(yīng)力集中及焊殘余應(yīng)力愈高(特別是有多向拉應(yīng)力存在時)、鋼材韌性愈差、加荷速率愈快的結(jié)構(gòu)愈容易發(fā)生脆斷。第九十三頁,共一百二十八頁。
(2)鋼材在相應(yīng)試驗溫度下的沖擊韌性指標目前仍被視作鋼材抗脆斷性能的主要指標。(3)對低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼的要求比碳素結(jié)構(gòu)鋼嚴,如最大使用厚度更小,沖擊試驗溫度更低等,而且鋼材強度愈高,要求愈嚴。第九十四頁,共一百二十八頁。
(4)鋼材厚度與結(jié)構(gòu)抗脆斷性能在定量上的關(guān)系,國內(nèi)外均有研究,有的已在規(guī)范中根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同工作條件對不同牌號的鋼材規(guī)定了最大使用厚度。但由于我們對國產(chǎn)建筑鋼材在不同工作條件下的脆斷問題還缺乏深入研究,故這次修訂時尚無法對我國鋼材的最大使用厚度作出具體規(guī)定,只能參照國外資料在構(gòu)造上作出一些規(guī)定以提高結(jié)構(gòu)的抗脆斷能力。第九十五頁,共一百二十八頁。條根據(jù)前蘇聯(lián)對脆斷事故調(diào)查的結(jié)果,格構(gòu)式桁架結(jié)構(gòu)占事故總數(shù)的48%,而梁結(jié)構(gòu)僅占18%,板結(jié)構(gòu)占34%,可見桁架結(jié)構(gòu)容易發(fā)生脆斷。但從我國的調(diào)研結(jié)果看,脆斷情況并不嚴重,故規(guī)定在工作溫度T≤-30°地區(qū)的焊接結(jié)構(gòu)建議采用較薄的組成板件。第九十六頁,共一百二十八頁。、條雖然在我國的寒冷地區(qū)過去很少發(fā)生脆斷問題,但當時的建筑物都不大,鋼材亦不太厚。根據(jù)我國低溫地區(qū)鋼結(jié)構(gòu)使用情況調(diào)查,構(gòu)件的鋼材厚度為:吊車梁不大于25mm,柱子不大于20mm,屋架下弦不大于10mm。隨著今后大型建(構(gòu))筑物的興建,鋼材厚度的增加,鋼結(jié)構(gòu)的防脆斷問題理應(yīng)在設(shè)計中加以考慮。為了縮小應(yīng)用范圍以節(jié)約投資,建議在T≤-20℃的地區(qū)采用。在T>-20℃的地區(qū),對重要結(jié)構(gòu)宜在受拉區(qū)采用一些減少應(yīng)力集中和焊接殘余應(yīng)力的構(gòu)造措施。
第九十七頁,共一百二十八頁。8.8制作、運輸和安裝
條
因鋼構(gòu)件安裝時有多種定位方法,故將原規(guī)定中的“設(shè)置定位螺栓”改為“應(yīng)考慮定位措施”。第九十八頁,共一百二十八頁。8.9防護和隔熱因為補充考慮了防火問題,故將原標題“防銹和隔熱”改為“防護和隔熱”。同時增加了對除銹等級、防腐蝕設(shè)計和防火設(shè)計的條文。除銹等級與涂料品種有關(guān),詳見《工業(yè)建筑防腐蝕設(shè)計規(guī)范》(GB50046)。第九十九頁,共一百二十八頁。條強制性條文“柱腳在地面以下的部分應(yīng)采用強度等級較低的混凝土包裹(保護層厚度不應(yīng)小于50mm),并應(yīng)使包裹的混凝土高出地面不小于150mm。當柱腳底面在地面以上時,則柱腳底面應(yīng)高出地面不小于100mm?!备鶕?jù)對鋼結(jié)構(gòu)使用情況的調(diào)查,發(fā)觀凡埋入土中的鋼柱,其埋入部分的混凝土保護層未伸出地面者或柱腳底面與地面的標高相同時,因柱身(或柱腳)與地面(或土壤)接觸部位的四周易積聚水分和塵土等雜物,致使該部位銹蝕嚴重。第一百頁,共一百二十八頁。
條強制性條文
“受高溫作用的結(jié)構(gòu),應(yīng)根據(jù)不同情況采取下列防護措施:
1當結(jié)構(gòu)可能受到熾熱熔化金屬的侵害時,應(yīng)采用磚或耐熱材料做成的隔熱層加以保護;2當結(jié)構(gòu)的表面長期受輻射熱達150℃以上或在短時間內(nèi)可能受到火焰作用時,應(yīng)采取有效的防護措施(如加隔熱層或水套等)?!北緱l是針對結(jié)構(gòu)在高溫環(huán)境下工作或可能受高溫作用時制定的構(gòu)造要求,對一般鋼材來說,長時間受輻射熱高達150C以上則必須采取有效防護措施。第一百零一頁,共一百二十八頁。第9章塑性設(shè)計第一百零二頁,共一百二十八頁。
鋼結(jié)構(gòu)的塑性設(shè)計是在超靜定結(jié)構(gòu)中利用材料的塑性性能,以結(jié)構(gòu)在荷載作用下某些受力最大的截面陸續(xù)出現(xiàn)塑性鉸直至最終形成機構(gòu)作為承載能力的極限狀態(tài),采用塑性設(shè)計可以充分發(fā)揮材料的潛力。用于鋼結(jié)構(gòu)塑性設(shè)計的鋼材必須具有良好的塑性性能,以保證截面達到塑性彎矩以及在塑性鉸彎矩形成后還具有充分發(fā)展塑性變形的能力。同時,為了達到形成機構(gòu)的極限狀態(tài),用于塑性設(shè)計的鋼材除了應(yīng)具有足夠的強度和良好的塑性變形能力以外,還必須具有較高的應(yīng)變硬化性能。
第一百零三頁,共一百二十八頁。
塑性設(shè)計88年第一次放進規(guī)范。
條強制性條文
按本章進行塑性設(shè)計時,鋼材的力學性能應(yīng)滿足強屈比fu/fy≥1.2,伸長率5≥15%,相應(yīng)于抗拉強度fu的應(yīng)變u不小于20倍屈服點應(yīng)變y。取消原規(guī)定的強度設(shè)計值折減系數(shù)0.9,將原放在說明中的有關(guān)對鋼材的要求列入正文。原規(guī)定為“fu/fy≥1.2,δ5≥15%,εy≥6εp”,εu為抗拉強度處應(yīng)變;εy為屈服應(yīng)變;εp為彈性應(yīng)變。第一百零四頁,共一百二十八頁。
抗震設(shè)計的框架允許在罕遇地震下出現(xiàn)塑性鉸,抗震規(guī)范要求材料的強屈比(實測值)不應(yīng)小于1.2,鋼材要有明顯的屈服臺階,且伸長率大于20%。結(jié)構(gòu)超靜定次數(shù)越多,要求先期出現(xiàn)的塑性鉸轉(zhuǎn)動剛度越大,因此應(yīng)滿足εu和δ5的要求,規(guī)定εu比原規(guī)定的εy更合理。第一百零五頁,共一百二十八頁。第10章鋼管結(jié)構(gòu)第一百零六頁,共一百二十八頁。原規(guī)范只有直接焊接的平面桁架式圓管結(jié)構(gòu)的條文。本章內(nèi)容是以國內(nèi)外對鋼管結(jié)構(gòu)的最新研究成果為基礎(chǔ)進行修訂的。除在圓管結(jié)構(gòu)中增加了由兩個平面組成的空間節(jié)點的設(shè)計方法外,還增加了直接焊接的方管結(jié)構(gòu)(主管為方管,支管為方管或圓管)的設(shè)計方法,修訂時參考的國外資料主要有:(1)歐洲鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范(Eurocode31993);(2)國際管結(jié)構(gòu)開發(fā)研究委員會(CIDECT)《靜力作用下管節(jié)點設(shè)計指南》。
第一百零七頁,共一百二十八頁。10.1一般規(guī)定10.1.2限制鋼管的徑厚比(圓鋼管)或?qū)捄癖龋ǚ戒摴埽┦菫榱朔乐逛摴馨l(fā)生局部屈曲。由于鋼管節(jié)點的尺寸越來越大,d/t值也已超過50,K、T、X型試驗節(jié)點的d/t都達到100,因此將圓鋼管的外徑與壁厚之比d/t的取值范圍從88規(guī)范規(guī)定的d/t≤50擴大到d/t≤100。第一百零八頁,共一百二十八頁。
本條規(guī)定了本章內(nèi)容的適用范圍,因為目前國內(nèi)外對管節(jié)點的試驗研究中,其鋼材的屈服強度fy均不超過345N/mm2,屈強比fy/fu均不大于0.8,且鋼管壁厚大于25mm時很難用冷彎成型方法制造。故規(guī)定“熱加工管材和冷成型管材不應(yīng)采用屈服強度fy超過345N/mm2以及屈強比fy/fu>0.8的鋼材,且鋼管壁厚不宜大于25mm?!钡谝话倭憔彭?,共一百二十八頁。10.2構(gòu)造要求本節(jié)內(nèi)容是根據(jù)原規(guī)范條的內(nèi)容并參考國外資料補充修訂而成,用以保證節(jié)點連接的質(zhì)量和強度。第一百一十頁,共一百二十八頁。10.3桿件和節(jié)點承載力
我國在制定《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GBJ17-88時,根據(jù)當時收集到的近300個節(jié)點的試驗資料進行了分析,提出了我國的鋼管節(jié)點強度計算公式。隨著鋼管結(jié)構(gòu)的發(fā)展,應(yīng)用到結(jié)構(gòu)中的鋼管節(jié)點的尺寸越來越大;由于試件的尺寸效應(yīng)對節(jié)點試驗承載力有影響,因此先前節(jié)點尺寸過小的試驗數(shù)據(jù)被刪除,新的試驗數(shù)據(jù)得到了補充,建立了一個包含1546個圓鋼管節(jié)點試驗結(jié)果和790
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