鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范課件

軸心受力構(gòu)件和拉彎、壓彎構(gòu)件的計算5.1軸心受力構(gòu)件5.1.1條軸心受拉構(gòu)件和軸心受壓構(gòu)件的強度，除高強度螺栓摩擦型連接處外，應(yīng)按下式計算(不變)：5.1.2條實腹式軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定性應(yīng)按下式計算(不變)：式中

——軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定係數(shù)，應(yīng)根據(jù)表5.1.2的截面分類並按附錄三採用。

式中

——軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定係數(shù)，應(yīng)根據(jù)表5.1.2的截面分類並按附錄三採用。

式中

——軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定係數(shù)，應(yīng)根據(jù)表5.1.2的截面分類並按附錄三採用。

式中

——軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定係數(shù)，應(yīng)根據(jù)構(gòu)件長細比l、鋼材屈服強度fy和表5.1.2-1，2的截面分類並按附錄C採用。a,b,c,d四個表，按換算長細比查

值

（1）原規(guī)範將t

40mm的軸壓構(gòu)件穩(wěn)定歸入c曲線，不確切。新規(guī)範作了專門規(guī)定，參見規(guī)範表5.1.2-2。（2）增加了d類截面（d曲線）。

t

40mm的軸壓構(gòu)件，視截面形式和屈曲方向，有b、c、d三類。（3）截面為雙軸對稱或極對稱的構(gòu)件（彎曲失穩(wěn)或扭轉(zhuǎn)失穩(wěn)）,長細比為雙軸對稱十字形截面

x或

y取值不得小於5.07b/t（4）單軸對稱截面(T,L,C等)繞對稱軸的失穩(wěn)是彎扭失穩(wěn)。原規(guī)範視為彎曲失穩(wěn)歸入b曲線，或降低為c曲線。新規(guī)範截面類別的劃分只考慮截面形式和殘餘應(yīng)力的影響，將彎扭屈曲按彈性方法用換算長細比（代替ly）等效為彎曲屈曲：式中

z——扭轉(zhuǎn)屈曲換算長細比eo——剪心至形心距離

io——對剪心的極回轉(zhuǎn)半徑

Iw——毛截面扇性慣性矩，T形和十字形截面Iw≈0I形截面C形截面It——毛截面抗扭慣性矩lw——扭轉(zhuǎn)屈曲計算長度，一般取lw=loy1）等邊單角鋼b/t≤0.54loy/b時b/t>0.54loy/b時對單角鋼和雙角鋼Ｔ形截面新規(guī)範建議了

yz的近似計算式2）等邊雙角鋼b/t≤0.58loy/b時b/t>0.58loy/b時3）不等邊雙角鋼，長邊相並b2/t≤0.48loy/b2時b2/t>0.48loy/b2時4）不等邊雙角鋼，短邊相並b1/t≤0.56loy/b1時b1/t>0.56loy/b1時單軸對稱壓桿繞非對稱主軸以外的任一軸失穩(wěn)時，應(yīng)按彎扭屈曲計算。單角鋼構(gòu)件繞平行軸（u軸）失穩(wěn)時，按b類截面查j值，換算長細比b/t≤0.69lou/b時b/t>0.69lou/b時5.1.7條用作減小受壓構(gòu)件自由長度的支撐桿，支撐力為：（1）單根柱柱高中點有一道支撐Fb1=N/60支撐不在柱中央（距柱端al）有m道間距基本相等支撐，每根撐桿軸力（2）支撐多根柱時在柱中央附近設(shè)置一道支撐，支撐力各柱壓力相同時式中，n為被撐柱根數(shù)。（3）以前對支撐一般按容許長細比控制截面，不計算承載力?，F(xiàn)在，對支持多根柱的支撐應(yīng)注意計算其承載力。5.2拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件本節(jié)作了一些局部修改：5.2.1條將取塑性發(fā)展係數(shù)

x=

y=1.0的條件由“直接承受動力荷載”縮小範圍為“需要計算疲勞”的拉彎、壓彎構(gòu)件。

受壓翼緣自由外伸寬厚比時

x=1.0(1)原規(guī)範中N/NEx，N為設(shè)計值，NEx為歐拉臨界荷載，按理應(yīng)將NEx除以抗力分項係數(shù)

R，新規(guī)範將N/NEx改為N/N

Ex，注明N

Ex為參數(shù)，其值為N

EX＝p2EA/(1.1l2x)

。5.5.2條平面內(nèi)穩(wěn)定計算等效彎矩係數(shù)

mx或

tx，無橫向荷載時

mx(或

tx)=0.65+0.35M2/M1，取消“不得小於0.4”的規(guī)定。（2）彎矩作用平面外穩(wěn)定計算式改為h為調(diào)整係數(shù)，箱形截面h=0.7，其他截面h=1.0，以避免原規(guī)範取箱形截面jb=1.4的概念不清現(xiàn)象?，F(xiàn)規(guī)範閉口截面jb=1.0規(guī)範規(guī)定jy“按5.1.2條確定”，即表示彎矩作用於對稱軸平面的單軸對稱截面,jy應(yīng)按考慮扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的換算長細比ly

確定，這必然增加不少計算工作量。5.3構(gòu)件的計算長度和容許長細比5.3.2條有關(guān)交叉腹桿在桁架平面外的計算長度lo（所計算桿內(nèi)力為N，另一桿內(nèi)力為No，均為絕對值）（1）壓桿1）相交另一桿受壓，兩桿截面相同，並在交點處均不中斷2）相交另一桿受壓，且另一桿在交點處中斷，以節(jié)點板搭接

3）相交另一桿受拉，兩桿截面相同，並在交點處均不中斷4）相交另一桿受拉，且拉桿在交點處中斷，以節(jié)點板搭接5）相交另一桿受拉，且在交點處拉桿連續(xù)，壓桿中斷，以節(jié)點板搭接，若No5.3.3條

確定框架柱在框架平面內(nèi)的計算長度時，原規(guī)範分為有側(cè)移框架（m≥1）和無側(cè)移框架（m≤1

）新規(guī)範確定框架柱在框架平面內(nèi)的計算長度時分為（1）無支撐純框架①

按一階彈性分析計算內(nèi)力時，計算長度係數(shù)

m>1.0，按有側(cè)移框架柱的表查得②

採用二階彈性分析方法計算內(nèi)力時，取m=1.0(每層柱頂附加假想水準力Hni)。（2）有支撐框架①

強支撐框架——支撐結(jié)構(gòu)（支撐桁架、剪力牆等）的側(cè)移剛度滿足式中

Sb——產(chǎn)生單位側(cè)傾角的水準力；

——第i層間所有柱分別用無側(cè)移框架柱和有側(cè)移框架柱計算長度係數(shù)算得的軸壓桿穩(wěn)定承載力之和。按無側(cè)移框架柱的表查得②

弱支撐框架——Sb不滿足上式時，柱的穩(wěn)定係數(shù)為式中

、——分別按無側(cè)移和有側(cè)移框架柱計算長度算得的穩(wěn)定係數(shù)。5.3.6條為新增條文（1）附有搖擺柱的無支撐和弱支撐框架柱的計算長度係數(shù)應(yīng)乘以增大係數(shù)h：各框架柱軸心壓力設(shè)計值與柱子高度比值之和各搖擺柱軸心壓力設(shè)計值與柱子高度比值之和搖擺柱的計算長度係數(shù)m=1.0（2）當(dāng)與計算柱同層的其他柱或與計算柱連續(xù)的上下層柱的穩(wěn)定承載力有潛力時，可利用這些柱的支持作用，對計算柱的計算長度係數(shù)m進行折減，提供支持作用的柱的計算長度係數(shù)m應(yīng)相應(yīng)增大。（3）梁與柱半剛性連接，確定柱的計算長度時，應(yīng)考慮節(jié)點特性。5.3.8條、5.3.9條

增加對跨度等於和大於60m桁架桿件的容許長細比的規(guī)定，這是根據(jù)近年大跨度桁架的實踐經(jīng)驗作的補充規(guī)定：（1）受壓弦桿和端壓桿的容許長細比值宜取100，其他受壓腹桿可取150（靜力或間接動力）或120（直接動力）。（2）受拉弦桿和腹桿的容許長細比值宜取300（靜力或間接動力）或250（直接動力）。建築抗震設(shè)計規(guī)範（GB50011-2001）容許長細比：(1)12層以下框架柱

6~8度

9度(2)12層以上框架柱：

6度：

7度：

8，9度：(3)12層以上支撐

6，7度：

8度：

9度：(4)12層以下支撐

6，7度：壓桿拉桿

8，9度：壓桿拉桿所有地區(qū)均在6度或以上，GB50017規(guī)定已被替代５.4受壓構(gòu)件的局部穩(wěn)定

5.4.1條軸心受壓構(gòu)件中翼緣板外伸寬度b與厚度t之比(不變)

5.4.4條軸心受壓T形截面腹板原規(guī)範寬厚比，對剖分T型鋼太嚴，限制改為：

①軸心受壓構(gòu)件和彎矩使自由邊受拉的壓彎構(gòu)件熱軋T型鋼，焊接T型鋼，②

彎矩使腹板自由邊受壓的壓彎構(gòu)件(不變)當(dāng)ao≤1.0時當(dāng)ao>1.0時建築抗震設(shè)計規(guī)範（GB50011-2001）容許寬厚比：所有地區(qū)均在6度或以上，GB50017規(guī)定已被替代第6章疲勞計算6.1.1條應(yīng)力變化迴圈次數(shù)等於或大於5×104次時應(yīng)進行疲勞計算附錄E（原附錄五）的疲勞分類表中項次5“梁翼緣焊縫”原規(guī)定為二級，但根據(jù)“施工驗收規(guī)範”，角焊縫因內(nèi)部探傷不準確，不能達到二級。吊車梁受拉翼緣常用角焊縫，這就產(chǎn)生了矛盾?，F(xiàn)增加規(guī)定了“角焊縫，但外觀品質(zhì)符合二級”的疲勞類別。第7章連接計算7.1焊縫連接對接焊縫角接焊縫對接與角接組合焊縫7.1.1條有關(guān)焊縫品質(zhì)等級的選用，是設(shè)計規(guī)範的新增條文。焊縫品質(zhì)等級是原《鋼結(jié)構(gòu)工程施工及驗收規(guī)範》GBJ205-83首先提到的，不過它只提到一、二、三級焊縫的品質(zhì)標準，並未提到何種情況需要採用何級焊縫，而GBJ17-88也沒有明確規(guī)定，導(dǎo)致一些設(shè)計人員對焊縫品質(zhì)等級提出不恰當(dāng)要求，影響工程品質(zhì)或者給施工單位造成不必要的困難。焊縫品質(zhì)等級的規(guī)定，大部份在設(shè)計規(guī)範有關(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），橫向焊縫受拉的應(yīng)為一級，受壓的應(yīng)為二級，縱向?qū)雍缚p應(yīng)為二級，新規(guī)範附表E-1，項次2、3、4已有反映。（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應(yīng)焊透，受拉時不應(yīng)低於二級，受壓時宜為二級。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）

重級工作制和Q

50t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形接頭應(yīng)予焊透，品質(zhì)等級不低於二級。本來上述焊縫處於構(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，但由於承擔(dān)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)（TJ17-74）規(guī)定此種焊縫“應(yīng)予焊透”即不允許採用角焊縫；而88年規(guī)範（GBJ17-88）又補充規(guī)定“不低於二級品質(zhì)標準”。對新規(guī)範來說，此內(nèi)容已放在7.1.1條，故將“構(gòu)造要求”一章的這部份規(guī)定取消。（4）角焊縫以及不焊透的對接與角接組合焊縫，由於內(nèi)部探傷困難，不能要求其品質(zhì)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)定其外觀品質(zhì)標準應(yīng)符合二級，此內(nèi)容在設(shè)計規(guī)範GB50017疲勞計算分類表（表E-1）項次5中已有反映。（5）關(guān)於本條提到的“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”。在設(shè)計規(guī)範的其他條文中沒有提到，這是根據(jù)過去工程實踐和參考國外標準規(guī)定的，例如美國《鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)範》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，亦不論受拉或受壓，均要求無損探傷，而我國的三級焊縫是不進行無損探傷的。由於對接焊縫中存在很大殘餘拉應(yīng)力，外壓力往往不能完全抵消此拉應(yīng)力，在某些情況（例如吊車梁上翼緣中的對接焊縫）常有偶然偏心力作用（例如吊車軌道的偏移），使名義上為受壓的焊縫受力複雜，常難免有拉應(yīng)力存在。7.1.3條和7.1.3條

原規(guī)範規(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採用實際長度減去10mm。經(jīng)討論，此種不分焊縫大小取為定值的辦法不合理，新規(guī)範改為：對接焊縫減去2t；角焊縫減去2hf。7.1.4條斜角角焊縫的計算兩焊腳邊夾角

不等於900的角焊縫稱為斜角角焊縫，這種焊縫一般用於T形接頭中。

與原規(guī)範一樣，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，我國採用的計算公式也是根據(jù)直角角焊縫簡化而得，不能用於斜角角焊縫。

新規(guī)範參考美國《鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)範》（AWS）並與我國《建築鋼結(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≤1350。這表示焊腳邊夾角小於600或大於1350的焊縫不推薦用作受力焊縫。（2）原規(guī)範規(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(dāng)

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(dāng)根部間隙（b、b1或b2）>1.5mm，則應(yīng)考慮間隙影響，取。

（3）新規(guī)範規(guī)定任何情況根部間隙（b、b1或b2）不得大於5mm，主要是圖a中的b1可能大於5mm。如果是這樣，可將板端切成圖b的形狀並使b

5mm。對於斜T形接頭的角焊縫，在設(shè)計圖中應(yīng)繪製大樣，詳細標明兩側(cè)斜角角焊縫的焊腳尺寸。7.2緊固件（螺栓、鉚釘?shù)龋┻B接7.2.2條（1）新規(guī)範名稱變化：高強度螺栓摩擦型連接、承壓型連接。原規(guī)範：摩擦型高強度螺栓、承壓型高強度螺栓（2）表7.2.2-1中的抗滑移係數(shù)

值作了一些修正，原規(guī)範噴砂（丸）和噴砂後生赤鏽時Q345、Q390和Q420鋼的

=0.55，實際上達不到此要求，降為0.50。（3）高強度螺栓的預(yù)拉力P，原規(guī)範取為式中考慮螺栓材質(zhì)的不定性係數(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)力影響係數(shù)1.2。由此得出的8.8級螺栓的P，使抗剪承載力有時（當(dāng)μ

0.4時）比同直徑的粗制螺栓還低，不合理，且與薄鋼規(guī)範的規(guī)定不協(xié)調(diào)，新規(guī)範改為由於高強度螺栓材料無明顯的屈服點，用抗拉強度fu代替fy再補充一個係數(shù)0.9是適宜的。10.9級沒變，8.8級提高（70，110，135，155，205，250）（4）將同時受剪和拉力的高強度螺栓摩擦型連接的計算新規(guī)範改用相關(guān)公式表達實質(zhì)與原規(guī)範未變，由Nvb=0.9nfμP和Ntb=0.8P，代入後即得原規(guī)範計算式Nv=0.9nfμ(P-1.25Nt)。7.2.3條（1）在桿軸方向受拉的連接中，承壓型連接高強度螺栓的承載力設(shè)計值的計算方法與普通螺栓相同。原規(guī)範為0.8P

（2）取消原規(guī)範“承壓型高強度螺栓連接的抗剪承載力不得大於按摩擦型連接計算的1.3倍”的規(guī)定。理由為，原規(guī)範的此規(guī)定是鑒於當(dāng)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。但國外標準並沒有此規(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。

7.3組合工字梁翼緣連接7.3.1條組合梁翼緣焊縫連接。新規(guī)範規(guī)定的計算式（7.3.1）與原規(guī)範相同，式中根號內(nèi)第二項指垂直於焊縫長度方向的應(yīng)力。引入係數(shù)

f,對直接承受動力荷載的梁

f=1.0;對承受靜力載或間接承受動力載的梁

f

=1.22。其實對後者來說，受有固定集中力處規(guī)定應(yīng)設(shè)置支承加勁肋，此時取F=0。對前者又取

f=1.0。所以公式中的

f基本上無實際價值。

7.3.2條

原規(guī)範規(guī)定的計算式（7.3.2）在右側(cè)漏掉了在計算截面處緊固件數(shù)目n1，新規(guī)範已加上。另外，規(guī)範條文提出計算“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於此種連接，至於A、B級螺栓，由於製造費工、裝配困難，也不推薦採用。實際上，公式（7.3.2）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，S1為翼緣板截面對梁中和軸的面積矩。7.4梁與柱的剛性連接

在框架結(jié)構(gòu)中，梁與柱的剛性連接是很重要的節(jié)點。原規(guī)範沒有本節(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)。7.4.1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。柱腹板的強度應(yīng)與梁受壓翼緣等強，即式中be—柱腹板計算寬度邊緣處壓應(yīng)力的假定分佈長度。參照梁的局部壓應(yīng)力計算式，取be=a+5hy，a為集中壓力在柱外邊緣分布長度，等於梁翼緣板厚度；hy為自柱外邊緣至柱腹板計算寬度邊緣的距離；

tw—柱腹板厚度；

fc—柱腹板鋼材抗拉、抗壓強度設(shè)計值；

Afc—梁受壓翼緣的截面積；

fb—梁翼緣鋼材抗拉、抗壓強度設(shè)計值。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)範參考國外規(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。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。此拉力T由柱翼緣板三個部份共同承擔(dān)，中間部份（分佈長度為m）直接傳給柱腹板的力為fctbm（tb為梁翼緣厚度），餘下部份由兩側(cè)各ABCD的板件承擔(dān)。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為係數(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?，c1=3.5

5.0，可偏安全地取c1=3.5。這樣柱翼緣板受拉時的總承載力為2×3.5fctc2+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的折減係數(shù)後再與拉力T相平衡，即

即在上式中，括弧內(nèi)第二項，按統(tǒng)計分析，此項的最小值為0.15，以此代入，即得當(dāng)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。在《高層民用建築鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ99-98中規(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)置柱的水準加勁肋（即橫向加勁肋）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。7.4.2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在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)範規(guī)定的計算式（7.4.2-1）是在上式的基礎(chǔ)上加以調(diào)整和簡化而得。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。試驗證明，可將節(jié)點域抗剪強度提高到。b.在節(jié)點域中彎矩的影響較大，剪力的影響較小。如果略去剪力項使算得的結(jié)果偏於安全20%

30%，但上式中沒有包括柱腹板所受軸壓力對抗剪強度的不利影響，一般柱腹板軸壓力設(shè)計值N與其屈服承載力Ny之比N/Ny<0.5，則軸壓力對抗剪強度不利影響係數(shù)為，與略去剪應(yīng)力有利影響相互抵消而略偏安全。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（a）僅適用於非抗震地區(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《建築抗震設(shè)計規(guī)範》的規(guī)定。②節(jié)點域腹板的穩(wěn)定：新規(guī)範規(guī)定為保證節(jié)點域的穩(wěn)定，應(yīng)滿足下式要求：

（hc+hb）/tw

90

(b)上式與抗震規(guī)範GB50011的規(guī)定相同，也是美國規(guī)範的建議，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)範中，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)範不包括抗震，取消此“注”，只將公式（b）列入作為最低限值。7.4.3條當(dāng)柱腹板節(jié)點域不滿足公式（a）的要求時，需要採取加強措施。對由板件焊成的組合柱宜將腹板在節(jié)點域加厚，加厚的範圍應(yīng)伸出梁上、下翼緣外不小於150mm處。對軋製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。此兩種加貼補強板的辦法，均有應(yīng)用實例。補強板側(cè)邊應(yīng)用角焊縫與柱翼緣相連，其板面尚應(yīng)採用塞焊縫與柱腹板連成整體，塞焊點之間的距離不應(yīng)大於較薄焊體厚度的，以防止補強板向外拱曲。至於採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，一般僅用於輕型結(jié)構(gòu)。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，多年來一直是我國懸而未決的問題，直到1983年前後，重慶鋼鐵設(shè)計研究院會同雲(yún)南省建築設(shè)計院在昆明作了一系列雙角鋼桿件桁架節(jié)點板的試驗和理論分析研究，擬合出連接節(jié)點處板件在拉力作用下的強度計算公式和在桿件壓力作用下的穩(wěn)定計算式。這次修訂規(guī)範時，將上述研究成果加以整理並與國外有關(guān)規(guī)定對比，主要在桿件壓力作用下的計算和構(gòu)造加以簡化，以方便使用。7.5.1條連接節(jié)點處板件的強度計算。當(dāng)時的抗拉試驗共有6種不同形式的16個試件，所有試件的破壞特徵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

沿BACD撕裂線割取自由體（圖b），由於板內(nèi)塑性發(fā)展引起應(yīng)力重分佈，可假定破壞時在撕裂面各段上平行於腹桿軸線的應(yīng)力均勻分佈，當(dāng)各撕裂線段的折算應(yīng)力達到抗拉強度fu時試件破壞。根據(jù)平衡條件並略去影響很小的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:折算應(yīng)力為即即令(a)則由寫成計算式則為(b)式中N——作用於板件的拉力；

Ai——第i段撕裂面的淨(jìng)截面積；

i——第i段的拉剪折算係數(shù)，由公式（a）計算；

ai——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。此公式還適用於規(guī)範正文圖7.5.1中其他兩種板件的撕裂面的計算，它與美國規(guī)範的計算相同。

7.5.2條桁架節(jié)點板強度的有效寬度計算法考慮到桁架節(jié)點板的外形往往不規(guī)則，用規(guī)範公式（7.5.1）計算比較麻煩，建議對桁架節(jié)點板可採用有效寬度法進行承載力計算。所謂有效寬度即認為腹桿軸力Ｎ將通過連接件在節(jié)點板內(nèi)按照某一個應(yīng)力擴散角度傳至連接件端部與N相垂直的一定寬度範圍內(nèi)，該一定寬度即稱為有效寬度be。在試驗研究中，假定be範圍內(nèi)的節(jié)點板應(yīng)力達到fu，並令be·t·fu=Nu(Nu為節(jié)點板破壞時的腹桿軸力)，按此法擬合的結(jié)果，當(dāng)應(yīng)力擴散角

=270時精確度最高，計算值與試驗值的比值平均為98.9%，當(dāng)

=300時此比值為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，故亦建議取

=300。有效寬度法計算簡單，概念清楚，適用於腹桿與節(jié)點板的多種連接情況，如側(cè)焊、圍焊、和鉚釘、螺栓連接等（當(dāng)採用鉚釘或螺栓連接時，be應(yīng)取為有效淨(jìng)寬度）。當(dāng)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)更加複雜，故規(guī)範公式（7.5.1）和（7.5.2）均不適用。

7.5.4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)域在壓力作用下可能失穩(wěn)。規(guī)範所列的穩(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。①在斜腹桿壓力作用下，失穩(wěn)形式一般為在BA—AC—CD線附近或前方呈三折線屈折破壞（圖c）。失穩(wěn)時屈折線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)，其他各區(qū)相繼失穩(wěn)。②當(dāng)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，如圖c所示）在區(qū)穩(wěn)定性很差，此時應(yīng)沿自由邊加勁。加勁後，穩(wěn)定承載力有較大提高，則僅需驗算區(qū)和區(qū)的穩(wěn)定。③節(jié)點板的抗壓性能取決於c/t的大?。╟為受壓斜腹桿連接肢端面中點沿腹桿軸線方向至弦桿的淨(jìng)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(dāng)時，可不驗算節(jié)點板穩(wěn)定。④對無豎腹桿的節(jié)點板，當(dāng)時，節(jié)點板的穩(wěn)定承載力為0.8betf，當(dāng)時應(yīng)按規(guī)範附錄F進行穩(wěn)定計算。但當(dāng)時，規(guī)範規(guī)定的計算值將大於試驗值，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。（5）桁架節(jié)點板厚度選用表到目前為止，一般的鋼結(jié)構(gòu)教科書和手冊均列有“桁節(jié)點厚度選用表”，但都為互相參考，缺乏科學(xué)依據(jù)。這次該研究組先製作了N—t/b關(guān)係表（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，因此比以往的N—t表更符合實際。這次，規(guī)範修訂組在上述參數(shù)組合的最不利情況，重新整理出偏於安全的N—t表。相對來說它比以往的N—t表更合理。（6）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），受壓斜腹桿連接肢中點沿軸線方向至弦桿邊的斜向距離，不能理解為c值愈小愈好。規(guī)範第8.4.6條又規(guī)定“弦桿與腹桿、腹桿與腹桿之間的間隙，不應(yīng)小於20mm”，這是由於間隙過小，焊接殘餘應(yīng)力影響過大。而對吊車桁架，為避免疲勞破壞規(guī)範第8.5.3條又規(guī)定此間隙“不宜小於50mm”；在第8.7.2條又規(guī)定在工作溫度-20

C地區(qū)的桁架，為防冷脆”，規(guī)定“腹桿與弦桿相鄰焊縫焊趾間淨(jìng)距不宜小於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。7.6支座7.6.1條為新增加的條文，因為平板支座為跨度不大的梁和桁架支於混凝土柱或混凝土墊塊上最常用的支座?；⌒沃ё洼佪S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)範是按下式計算：（原規(guī)範7.4.2和7.4.3）式中，R為支座反力設(shè)計值；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。新規(guī)範參考國內(nèi)外規(guī)範的規(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，故建議採用下式表達：

R≤40ndlf2/E

(新規(guī)範7.6.2)上式可寫成為對Q235鋼，E＝206

103N/mm2,f=215N/mm2，則可寫成為這與原規(guī)範的計算式基本一致。但對高強度鋼則新規(guī)範的承載力有提高，這也與國內(nèi)外的研究成果相吻合。7.6.4、7.6.5條

增加“球形支座”和“橡膠支座”，但未提出具體計算公式。

第8章構(gòu)造要求

8.1一般規(guī)定8.1.1條著重提出“避免材料三向受拉”，是在構(gòu)造上防止可能引發(fā)脆斷的措施。8.1.2條鋼板的最小厚度由5mm減小為4mm。8.1.3條刪去了原規(guī)範對焊件厚度的建議，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)力特徵、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。

8.1.4條(強制條文)“結(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)其形式、組成和荷載的不同情況，設(shè)置可靠的支撐系統(tǒng)。在建築物每一個溫度區(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)。”不允許掛靠8.2焊縫連接8.2.2條參照ISO國際標準，補充規(guī)定當(dāng)焊件厚度t>20mm（ISO為t≥16mm，前蘇聯(lián)為25mm，建議取t>20mm）的角焊縫應(yīng)採用收縮時不易引起層狀撕裂的構(gòu)造。層狀撕裂是垂直於軋製鋼材厚度方向的一種開裂現(xiàn)象。因為焊縫收縮使附近金屬產(chǎn)生很大應(yīng)變和應(yīng)力集中，所以焊接接頭中很容易產(chǎn)生層狀撕裂。8.2.4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於1/2.5（ISO為不大於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)範規(guī)定的斜角坡度不大於1/4改為不大於1/2.5，而對承受動態(tài)荷載的結(jié)構(gòu)仍為不大於1/4，不作改變。因為根據(jù)我國的試驗研究，不論改變寬度或厚度，坡度用1:8~1:4接頭的疲勞強度與等寬、等厚的情況相差不大。8.2.6條兩焊腳邊夾角

＞135°（原規(guī)範為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7.1.4條的規(guī)定來計算這類斜角角焊縫的承載力，故規(guī)定這種情況只能用於不受力的構(gòu)造焊縫。但鋼管結(jié)構(gòu)有其特殊性，不在此限。8.2.7條側(cè)面角焊縫所受的剪應(yīng)力，在彈性階段沿長度的分佈很不均勻，兩端大中間小。側(cè)焊縫愈長，應(yīng)力集中係數(shù)（最大剪應(yīng)力

fmax與平均剪應(yīng)力

fm與之比）愈大。由於側(cè)面角焊縫有良好的塑性，在荷載作用下，只要焊縫不是過長，其兩端點達到屈服極限以後繼續(xù)加載，應(yīng)力會逐漸拉平，直使全焊縫長度同時達到強度極限而破壞。但是，若焊縫長度很大時，也有可能端部首先破壞，中部焊縫起不到應(yīng)有的傳力作用。因此各國和地區(qū)的規(guī)範均對側(cè)面角焊縫的長度提出了限制。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（lw≤40hf），後來經(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lw≤60hf

。現(xiàn)在國外亦都不考慮荷載狀態(tài)的影響。8.3螺栓連接和鉚釘連接8.3.4條

表8.3.4的修改是參考我國《鐵路橋梁鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)範》（1997年徵求意見稿）及美國鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)範（AISC1989）進行的，修改的主要內(nèi)容及理由是：（1）原規(guī)範表中“任意方向”涵義不清，今參照橋規(guī)明確為“沿對角線方向”。（2）原規(guī)範表中對中間排的中心間距沒有明確“垂直內(nèi)力方向”的情況，今參照橋規(guī)補充了這一項。（3）原規(guī)範表中的邊距區(qū)分為切割邊和軋製邊兩類，這和前蘇聯(lián)的規(guī)定相同（我國橋規(guī)亦如此）。但美國AISC卻始終區(qū)分為剪切邊（shearcut）和軋製邊或氣割（gascut）與鋸割（sawcut）兩類。意即氣割及鋸割和軋製是屬於同一類的，從切割方法對鋼材邊緣品質(zhì)的影響來看，美國規(guī)範是比較合理的，現(xiàn)從我國國情出發(fā)，將手工氣割歸於剪切這一類。8.3.6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)採用雙螺帽或其他能防止螺帽鬆動的有效措施?！?.3.9條（新增條文）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(dāng)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。8.4結(jié)構(gòu)構(gòu)件8.4.6條

增加了腹桿與弦桿直接對焊情況下“相鄰腹桿連接角焊縫焊趾間淨(jìng)距不小於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。8.4.13條按我國習(xí)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。但對於沒有靴梁的錨栓，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(dāng)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)範的“不得”改為“不宜”

考慮。至於摩擦係數(shù)的取值，現(xiàn)在國內(nèi)外已普遍採用0.4，故列入。

8.4.15條

新增“插入式柱腳”的有關(guān)構(gòu)造規(guī)定。當(dāng)鋼柱直接插入混凝土杯口基礎(chǔ)內(nèi)用二次澆灌層固定時，即為插入式柱腳。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。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（DL／T5085－1999）”的插入深度比較接近。另外，本條規(guī)定的數(shù)值大於預(yù)製混凝土柱插入杯口的深度，這是合適的。對雙肢柱的插入深度，北鋼院原取為（1/3~1/2）hc。而混凝土雙肢柱為（1/3~2/3）hc，並說明當(dāng)柱安裝採用纜繩固定時才用1/3hc。為安全計，本條將最小插入深度改為0.5hc

。8.4.16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（如地下室牆、基礎(chǔ)梁等）中的柱腳稱為埋入式柱腳，而將鋼柱置於混凝土構(gòu)件上又伸出鋼筋在鋼柱四周外包一段鋼筋混凝土者為外包式柱腳，亦稱為非埋入式柱腳。這兩種柱腳常用於多、高層鋼結(jié)構(gòu)建築物。本條規(guī)定參照了“高層民用建築鋼結(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。關(guān)於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（大於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。8.5對吊車梁和吊車桁架（或類似結(jié)構(gòu)）的要求8.5.6條對原規(guī)範進行補充和修改的內(nèi)容為：（1）將原來適用於簡支吊車梁的條文擴大到可用於連續(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於90mm。8.5.12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）。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)，並明確定義跨度L≥60m的屋蓋為大跨度屋蓋結(jié)構(gòu)。本節(jié)重點介紹了大跨度桁架結(jié)構(gòu)的構(gòu)造要求，其他結(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。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。內(nèi)容主要來自前蘇聯(lián)的資料，同時亦參考了其他國內(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)律可供今後設(shè)計中參照：（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)力特徵、鋼材性能、加荷速率以及重要性（破壞後果）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)力集中及焊殘餘應(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。重要性愈大的結(jié)構(gòu)對抗脆斷性能的要求亦愈高。

（2）鋼材在相應(yīng)試驗溫度下的衝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，衝擊試驗溫度更低等，而且鋼材強度愈高，要求愈嚴。至於鋼材厚度與結(jié)構(gòu)抗脆斷性能在定量上的關(guān)係，國內(nèi)外均有研究，有的已在規(guī)範中根據(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。但由於我們對國產(chǎn)建築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。8.7.1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，脆斷情況並不嚴重，故規(guī)定在工作溫度T≤－30°的地區(qū)的焊接結(jié)構(gòu)建議採用較薄的組成板件。8.7.2、8.7.3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(dāng)時的建築物都不大，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：吊車梁不大於25mm，柱子不大於20mm，屋架下弦不大於10mm。隨著今後大型建（構(gòu)）築物的興建，鋼材厚度的增加以及對結(jié)構(gòu)安全重視程度的提高，鋼結(jié)構(gòu)的防脆斷問題理應(yīng)在設(shè)計中加以考慮。同時，為