钢结构设计规范简介

2023-02-03 版权声明 我要投稿

第1篇:钢结构设计规范简介

TB 10035-2018《铁路特殊路基设计规范》修订简介与解析

摘 要:《铁路特殊路基设计规范》是我国铁路路基工程行业的核心标准,修订后的TB10035-2018已于2019年1月1日正式实施。本文系统介绍和解析了规范本次修订的原则、主要特点、主要修订和新增内容,并论述了提高特殊路基工程质量的措施和应注意的问题。修订后的TB10035-2018《铁路特殊路基设计规范》在多方面内容得到了完善与提升,为铁路特殊路基的发展提供了技术支撑。

关键词:《铁路特殊路基设计规范》;修订;编制原则;主要特点;修订内容

0 引言

根据铁道部2013年铁路工程建设标准计划,《铁路特殊路基设计规范》全面修编工作于2013年7月启动。为全面总结、吸纳近年来我国铁路特殊路基设计、施工及运营中的经验、教训和科研成果,中国铁路总公司同步立项开展了《铁路特殊路基设计有关标准研究》(J2013C011)工作。2015年3月完成了《铁路特殊路基设计有关标准研究》(J2013C011)课题报告审查。2015年7月完成了征求意见稿,2015年11月中国铁路经济规划研究院组织了征求意见稿的审查。2016年4月完成了送审稿,2016年11月国家铁路局科法司组织了送审稿的审查。2017年11月完成了报批稿。

新版规范是在《铁路特殊路基设计规范》TB10035-2006等规范的基础上,全面总结近年来我国铁路特殊路基设计、施工及运营中的经验、教训和科研成果,借鉴了国内外有关标准的规定,在广泛征求意见的基础上,全面修订而成。新规范较原规范发生了较大变化,修订后的规范保留原规范条文94条,增加条文280条,修改条文154条,删除或调整条文68条。为便于工程技术人员理解使用新版规范,对新版规范的编制原则、主要特点、主要修订和新增内容进行了系统介绍,并论述了提高特殊路基工程质量的措施和应注意的问题。

1 新版规范的修订编制原则

本次《铁路特殊路基设计规范》的修订原则是:(1)贯彻国家有关法律、法规、方针和政策,落实《铁路主要技术政策》、《铁路技术管理规程》的规定要求,并与国家和行业的相关标准相协调。(2)全面总结《铁路特殊路基设计规范》TB10035-2006发布以来铁路工程建设的实践经验及有关科研成果,消化吸收国内外先进、成熟的设计和检验方法,适应铁路工程建设发展需求,注重标准的技术先进性和经济合理性,体现铁路安全、可持续发展要求。(3)根据国家铁路局铁路工程建设标准体系框架的要求,内容应涵盖客货共线及高速、城际、重载等铁路特殊路基设计的主要技术标准。(4)铁路特殊路基设计积极采用安全可靠、先进成熟、经济适用的“四新”技术,体现设计规范的前瞻性、先进性。

2 新版规范的主要特点

2.1 适用范围更广

为满足各等级铁路特殊路基设计的需要,规范修订时适用范围取消了速度目标值、铁路等级的限制,扩展涵盖了客货共线及高速、城际、重载等不同运输性质类型、不同速度目标值铁路特殊路基设计技术标准及原则要求,进一步提高铁路特殊路基设计水平,保障铁路特殊路基质量与安全。修订后的规范适用于高速铁路、城际铁路、客货共线Ⅰ级和Ⅱ级铁路、重载铁路的特殊路基设计,Ⅲ、Ⅳ级铁路可参照Ⅱ级铁路执行。

2.2 章节内容更全面

为适应各类铁路特殊路基设计,规范修订时新增了花岗岩风化残积土路基、填土场地路基;季节冻土地区路基单独成章,水库地区路基并入浸水路基;盐渍土路基调整为盐渍土、盐岩路基,增加了盐岩路基的设计要求;水库地段路基纳入浸水路基,并增加了内涝、水塘地段等浸水路基类型。修订后规范共分16章,主要内容包括:总则,术语和符号,软土地段路基,膨胀土(岩)路基,黄土路基,盐渍土、盐岩路基,多年冻土地区路基,季节冻土地区路基,花岗岩风化残积土路基,填土场地路基,滑坡地段路基,危岩、落石崩塌与岩堆地段路基,岩溶与人为坑洞地段路基,风沙地区路基,雪害地区路基,浸水路基等,另有5个附录。

2.3 设计方法更先进

规范修订全面总结了近年来国内外特殊路基科研成果,消化吸收国内外安全可靠、先进成熟、经济适用的技术措施和设计规定,设计方法更先进,更能适应铁路工程建设发展需求。如软土地段路基章中,考虑刚性桩复合地基、刚性桩结构及路堤较高、软土特性或环境敏感等条件复杂地段的加固土桩复合地基,由于桩土应力、应变状态与软土性质、桩顶垫层、桩体强度、间距及桩长等,相互影响关系复杂,路堤和地基的整体稳定性往往不是整体圆弧滑动破坏,而可能先发生桩体倾覆、横向水平滑移或桩间土剪切滑动破坏(绕流),导致路堤突然下沉,地基侧向滑动失稳破坏,规范修订时补充了刚性桩复合地基、刚性桩结构及复杂地段加固土桩复合地基稳定性分析的相关规定,提出检算桩体横向稳定性的相关要求;黄土路基章中,对湿陷性黄土地基路基工后沉降进行了补充界定,提出采用部分消除地基湿陷性的处理措施时,工后沉降由处理后地基剩余湿陷量和地基压缩变形沉降两部分组成。

2.4 经济合理性更佳

本次规范修订结合近年来铁路特殊路基工程实践经验,根据铁路特殊路基边坡支护、地基处理技术等发生的变化对原规范部分设计规定进行了优化调整。如浸水路基章中,在保证路堤稳定及沉降控制的前提下,充分考虑浸水条件、铁路等级、地基条件填料来源及防渗加固措施等因素的影响,优化了浸水部位的填料采用原则;风沙地区路基章中,根据近年来的风沙治理经验和沙漠铁路防护现状调查,修订了原规范依据包兰线工程经验制定的风沙防护宽度,提出风沙平面防护宽度应根据风况、路基形式、土地资源、风沙危害程度等因素确定。

2.5 与国家及行业规范相协调

近年来我国铁路、公路、建筑等基础设施建设速度加快,设计标准较以往有了较大幅度提高,对相应规范、规程进行了修订。本规范修订时,设计原则上与新的《铁路路基设计规范》TB10001-2016相匹配,与现行或正在修订的《湿陷性黄土地区建筑规范》GB50025、《盐渍土地区建筑技术规范》GB/T50942、《膨胀土地区建筑技术规范》GB50112等規范相协调。

3 主要修订内容

3.1 第1章 总则

(1)第1.0.2条中,对适用的行车速度范围,原规范规定适用于客货共线、旅客列车设计行车速度不超过200 km/h、货物列车设计行车速度不超过120 km/h的I、II级标准规矩铁路,为适应铁路特殊路基的发展需要,修订时适用范围取消了速度目标值、铁路等级的限制,调整为“适用于高速铁路、城际铁路、客货共线Ⅰ级和Ⅱ级铁路、重载铁路的特殊路基设计”,与2017年4月1日开始实施的《铁路路基设计规范》TB10001-2016保持一致。

(2)新增第1.0.9条关于铁路特殊路基工程地基处理加固的总体设计原则。实践经验证明,地基处理设计时应充分考虑地形地貌特征、地基土特性、水文条件、地基处理目的及地区经验、周边环境特殊性及敏感性等因素,必要时还应结合现场试验和测试,综合确定适宜的地基处理措施、施工工法等,才能有效保证地基处理效果及周边环境安全。

(3)新增第1.0.11条关于特殊路基工程进行监测设计、实施信息化施工的要求。对地质及环境条件复杂、安全风险高的特殊路基工程,结合路基安全风险评估,对风险高的特殊路基工程进行监测设计,在施工中采集影响工程质量与施工安全等岩土体的水文工程地质信息,如岩土体的变形、土压力的变化及地下水变化特征等关键数据。根据这些信息,及时优化完善施工组织及施工方案或及时调整设计等。一方面可保证施工安全,另一方面可使设计更加合理,确保质量,工程安全可靠。

3.2 第3章 软土地段路基

(1)第3.1.5条按运营期、施工期并区别地基处理措施,细化完善了软土路堤稳定安全系数控制要求。研究与实践经验表明,天然或采用排水固结处理的软土地基上填土路堤长期稳定性随着软土在填土荷载作用下的排水固结压密而增高、采用复合地基或刚性桩结构处理的软土地基长期强度增长很小而长期稳定性增长亦很小的特点,因此规范修订根据铁路等级、地基加固方式、不同施工阶段等因素进行了适当调整。

(2)第3.2.1条新增了路堤填料物理力学指标、软土地基与复合地基抗剪强度取值的有关规定。其中,软土的抗剪强度指标,是路基稳定性分析计算中常用到的重要指标,要根据地基土的应力状态、应力变化速率、排水条件和应变条件等选用相应试验方法确定。

(3)第3.2.2~3.2.4条新增了路堤稳定性计算时应根据地基加固措施的不同、可能的破坏模式选择相应的计算方法与计算参数。天然地基及采用预压排水固结处理时,路堤与地基的整体滑动稳定性一般按圆弧滑动计算,软土层较薄或路堤位于斜坡地基、软弱夹层带时还应按不平衡推力传递系数法计算;复合地基、刚性桩结构应根据路堤填高、桩体材料类型、软土特性及环境敏感性等因素综合确定稳定性分析方法。

3.3 第4章 膨胀土(岩)路基

(1)第4.1.7条新增了高速铁路及无砟轨道城际铁路膨胀土(岩)路基铺轨前应进行膨胀变形监测与评估的规定。

(2)第4.2节修订了膨胀土(岩)或其改良土填料的设计规定。需注意的是,除基床表层不应采用膨胀土(岩)或其改良土填筑外,对无砟轨道铁路,基床底层不应采用膨胀土(岩)或其改良土填筑,基床以下路堤不宜采用膨胀土(岩)或其改良土填筑。

(3)新增第4.5节“地基处理”,主要对膨胀土地基膨胀及收缩变形量计算方法及地基处理相关要求进行了规定。

3.4 第5章 黄土路基

(1)第5.3.4条结合近年来边坡防护、防排水设计工程实践经验,修订了黄土路堑边坡坡率表。

(2)第5.5.4条结合正在修订的《湿陷性黄土地区建筑规范》GB50025,修订了有关湿陷性黄土地基受水浸湿饱和湿陷量计算的规定,主要增加了黃土地基不同深度地基浸水几率系数。

(3)第5.5.6条补充了湿陷性黄土地基路基工后沉降的计算原则。需注意的是,当采用部分消除地基湿陷性的处理措施时,湿陷性黄土地基工后沉降应根据处理后地基剩余湿陷量和地基压缩变形沉降计算确定。

3.5 第6章 盐渍土、盐岩路基

(1)第6.4节增加了溶陷性及盐胀性盐渍土溶陷量及盐胀量计算规定,并补充完善了地基处理有关原则及措施。

3.6 第8章 季节冻土地区路基

(1)新增章节。依托中国铁路总公司科技研究开发计划项目《铁路特殊路基设计有关标准研究》(J2013C011),重点总结了哈大、长吉、秦沈等客专设计施工实践及相关科研成果与病害整治经验,将季节冻土地区铁路路基冻胀防治技术纳入规范,完善了季节冻土地区铁路路基设计原则与要求。包括一般规定、路堤、路堑、路基支挡及防护、路基防排水等节。

(2)第8.2.1条补充路基设计冻深的相关计算规定,路基设计冻深应在标准冻深的基础上考虑土的类别、冻胀性、周围环境及地形环境的影响。

(3)第8.2.3条补充完善了路堤最小高度不能满足时可采用的防止路基冻害的措施,如采用混凝土基床、桩板结构等特殊防冻结构。

(4)第8.2.4条、8.2.5条新增了防冻层的厚度、填料类别及压实标准等设计要求。

3.7 第9章 花岗岩风化残积土路基

(1)新增章节。依托中国铁路总公司科技研究开发计划项目《铁路特殊路基设计有关标准研究》(J2013C011),系统总结花岗岩的风化特征及其工程特性的研究成果和路基工程实践经验,研究提出了花岗岩风化与残积土工程特性、填料改良方法与边坡加固防护技术,将相关设计原则与要求纳入规范。

(2)第9.1节“一般规定”,包括花岗岩风化残积土的分类、工程特性、选线原则及路基边坡控制高度等规定。

(3)第9.2节“路堤”,主要包括花岗岩风化残积土地区路基采用花岗岩风化残积土作为填料、路堤边坡坡率及地基处理等有关规定。

(4)第9.3节“路堑”、第9.4节“边坡防护加固”、第9.5节“路基防排水”,涵盖花岗岩风化残积土路堑基床处理、边坡稳定分析、边坡支挡防护措施及防排水设计要求等。

3.8 第10章 填土场地路基

(1)新增章节。依托中国铁路总公司科技研究开发计划项目《铁路特殊路基设计有关标准研究》(J2013C011),对填土场地路基填土分类及性质、地基处理、边坡支护与防排水等进行了研究,总结提炼出相关设计原则与要求纳入规范。

(2)第9.1节“一般规定”,主要包括填土的分类、工程特性、选线原则及路基边坡控制高度等有关规定。

(3)第9.2节“路堤”,主要包括填土场地路基地基沉降计算及加固设计原则等有关规定。

(4)第9.3节“路堑”、第9.4节“地基处理”、第9.5节“路基防排水”,分别对填土场地路堑基床处理、边坡稳定分析、边坡支挡防护措施、地基加固设计及防排水设计要求等进行了规定。

3.9 第11章 滑坡地段路基

(1)第11.3.2条补充完善了滑坡防治地下水排水系统设计要求,主要增加了当滑坡体为多层含水层的复杂地层或含水量较大时可采三维立体式地下排水系统的规定。

(2)新增第11.5节“滑坡监测”,主要包括滑坡监测阶段、监测项目、监测点布置原则及监测周期等有关规定。

3.10 第13章 岩溶与人为坑洞地段路基

(1)第13.1.2条补充了以路基通过小型采空区、洞穴等人为坑洞地段时应进行安全评估的规定。

(2)第13.1.3条新增了岩溶地段路基边坡控制高度的有关规定。

(3)第13.1.7条新增了路基基底注浆处理应遵循的“探灌结合、过程控制”的原则,根据先导注浆(勘探)孔施工揭示的地质条件及注浆情况,调整注浆参数及工艺等设计要求。

(4)第13.2节“岩溶地段路基”,删除了原规范12.2.1条溶洞距路基安全距离计算公式的规定。该公式是以往工程中按坍塌时岩土扩散角进行估算时常采用的公式,对大型溶洞(空洞)、溶腔较适用。若推断的坍塌扩散线涉及路基两侧较宽的范围时,以往实际工程中从未在路基两侧进行过大面积的岩溶地基加固证明措施是安全和经济合理的。因此,该公式在实际设计中的可操作性不强,本次修订在条文予以删除。

3.11 第14章 风沙地区路基

(1)对章节结构进行了优化调整。将“路基两侧防护”调整为“风沙平面防护”;将“工程防沙措施”、“植物防沙措施”纳入“风沙平面防护”节;新增“大风区防风措施”节。

(2)第14.5节“风沙平面防护”,原规范依据包兰线移动沙丘特征、气候条件、防护体系制定了风沙防护宽度(50 m~300 m),但根据近年来的风沙治理经验和沙漠铁路防护现状调查发现,流动沙丘严重地段防护宽度,有的已经超过1 000 m,而有些戈壁风沙流地区,宽度100 m也起到了很好的效果。故本次修订明确风沙平面防护宽度根据风况、路基形式、土地资源、风沙危害程度等因素确定,考虑最小安全要求,规定在严重和中等风沙地段不小于100 m,在轻微风沙地段不小于50 m。

(3)新增第14.6节“大风区防风措施”,主要包括大风区防风措施设计使用年限及其设计原则的有关规定。

3.12 第16章 浸水路基

(1)对章节结构进行了优化调整。将原规范“水库地段路基”并入“浸水路基”,浸水路基划分为水塘与内涝地段路基、河滩与滨河路基、滨海路基、水库地段路基几种类型。

(2)第16.1.7条修订了浸水路基的填料设计的总体要求,规定路堤浸水部位填料应根据浸水条件、铁路等级、轨道类型、地基条件、填料来源和性质等因素,结合路堤稳定及沉降分析综合确定。第16.2.2条、第16.3.2条、第16.4.5条、第16.5.6条对不同浸水条件下路基填料的设计原则进行了具体规定。

4 执行新规范应注意的问题

(1)特殊路基工程设计应重视加强地质勘察工作的重要性,在查明不良地質、特殊土(岩)的成因、规模及工程性质,取得可靠的工程地质、水文地质和环境条件资料的基础上开展设计,方可对症下药,提高设计措施的针对性。

(2)地质及环境条件复杂、安全风险高的特殊路基工程是特殊路基工程建设的薄弱环节,应加强监测设计,实施信息化施工。通过施工监测获取的有关岩土工程信息,并进行分析,指导施工,必要时调整设计或施工方案,从而确保设计合理、工程安全可靠。

(3)工程技术人员应按照“安全适用、技术先进、经济合理”的要求,结合特殊路基工点具体情况,因地制宜,充分发挥主观能动性,采取可靠有效的加固处理措施,提高防御自然灾害的能力,并进一步总结积累特殊路基工程建设经验,促进特殊路基工程技术的可持续发展。

5 结束语

《铁路特殊路基设计规范》TB10035-2018是在2006版规范的基础上,全面总结近年来我国铁路特殊路基设计、施工及运营中的经验、教训和科研成果,借鉴了国内外有关标准的规定,在广泛征求意见的基础上,全面修订而成。修订后的规范具有适用范围更广、章节内容更全面、设计方法更先进、经济合理性更佳及与国家及行业规范相协调的特点。新版规范主要新增了花岗岩风化残积土路基、填土场地路基,季节冻土地区路基单独成章,浸水路基增加内涝、水塘地段路基一节,水库地区路基章并入浸水路基成一节,盐渍土路基调整为盐渍土、盐岩路基。工程技术人员执行该规范时,应因地制宜,采取可靠有效的加固处理措施,保证特殊路基工程防御自然灾害的能力。

参考文献:

[1]TB10035-2006,铁路特殊路基设计规范[S].

[2]TB10001-2016,铁路路基设计规范[S].

[3]TB10038-2012,铁路工程特殊岩土勘察规程[S].

[4]TB10077-2001,铁路工程岩土分类标准[S].

[5]GB50025-2004,湿陷性黄土地区建筑规范 [S].

[6]GB/T50942-2014,盐渍土地区建筑技术规范[S].

[7]GB50112-2013,膨胀土地区建筑技术规范[S].

[8]JTS154-1-2011,防波堤设计与施工规范[S].

作者:姚洪锡

第2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3篇:钢结构设计规范

第一章 总结 第二章 材料

第三章 基本设计规定 第四章 受弯构件的计算

第五章 轴心受力构件和拉弯、压弯构件的计算 第六章 疲劳计算 第七章 连接计算 第八章 构造要求 第九章 塑性设计 第十章 钢管结构章

第十一章 圆钢、小角钢的轻型钢结构 第十二章 钢与混凝土组合梁 附录一 梁的整体稳定系数

附录二 梁腹板局部稳定的计算 附录三 轴心受压构件的稳定系数 附录四 柱的计算长度系数

附录五 疲劳计算的构件和连接分类 附录六 螺栓的有效面积

附录七 非法定计量单位与法定计量单位的换算关系

第一章 总 则

第1.0.1条 为在钢结构设计中贯彻执行国家的技术经济政策,做到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量,特制定本规范。

第1.0.2条 本规范适用于工业与民用房屋和一般构筑物的钢结构设计。

第1.0.3条 本规范的设计原则是根据《建筑结构设计统 一标准》(CBJ68-84))制订的。

第1.0.4条 设计钢结构时,应从工程实际情况出发,合理选用材料、结构方案和构造措施,满足结构在运输、安装和使用过程中的强度、稳定性和刚度要求,宜优先采用定型的和标准化的结构和构件,减少制作、安装工作量,符合防火要求,注意结构的抗腐蚀性能。

第1.0.5条 在钢结构设计图纸和钢材订货文件中,应注明所采用的钢号(对普通碳素钢尚应包括钢类、炉种、脱氧程度等)、连接材料的型号(或钢号)和对钢材所要求的机械性能和化学成分的附加保证项目。此外,在钢结构设计图纸中还应注明所要求的焊缝质量级别(焊缝质量级别的检验标准应符合国家现行《钢结构工程施工及验收规范》)。

第1.0.6条 对有特殊设计要求和在特殊情况下的钢结构设计,尚应符合国家现行有关规范的要求。

第二章 材 料

第2.0.1条 承重结构的钢材,应根据结构的重要性、荷载特征、连接方法、工作温度等不同情况选择其钢号和材质。承重结构的钢材宜采用平炉或氧气转炉3号钢(沸腾钢或镇 静钢)、16Mn钢、16Mnq钢、15MnV钢或15MnVq钢,其质量应分别符合现行标准《普通碳素结构钢技术条件》、《低合金结构钢技术条件》和《桥梁用碳素钢及普通低合金钢钢板技术条件》的规定。

第2.0.2条 下列情况的承重结构不宜采用3号沸腾钢:

一、焊接结构:重级工作制吊车梁、吊车桁架或类似结构,冬季计算温度等于或低于-20℃时的轻、中级工作制吊车梁、吊车桁架或类似结构,以及冬季计算温度等于或低于-30℃时的其它承重结构。

二、非焊接结构:冬季计算温度等于或低于-20℃时的重级 工作制吊车梁、吊车桁架或类似结构。

注明:冬季计算温度应按国家现行《采暖通风和空气调节设计规范》中规定的冬季空气调节室外计算温度确定,

第2.0.3条 承重结构的钢材应具有抗拉强度、伸长率、屈服强度(或屈服点)和硫、磷含量的合格保证,对焊接结构尚应具有碳含量的合格保证。承重结构的钢材,必要时尚应具有冷弯试验的合格保证。对于重级工作制和吊车起重量等于或大于50t的中级工作制 焊接吊车梁、吊车桁架或类似结构的钢材,应具有常温冲击韧性的合格保证。但当冬季计算温度等于或低于-20℃时,对于3号钢尚应具有-20℃冲击韧性的合格保证;对于16Mn钢、16Mnq钢、15MnV钢或15MnVq钢尚应具有-40℃冲击韧性的合格保证。对于重级工作制的非焊接吊车梁、吊车桁架或类似结构的钢材,必要时亦应具有冲击韧性的合格保证。

第2.0.4条 钢铸件应采用现行标准《一般工程用铸造碳钢》中规定的ZG200-400、ZG230-450、ZG270-500或ZG310-570号钢。

第2.0.5条 钢结构的连接材料应符合下列要求:

一、手工焊接采用的焊条,应符合现行标准《碳钢焊条》或《低合金钢焊条》的规定。选择的焊条型号应与主体金属强度相适应。对重级工作制吊车梁、吊车桁架或类似结构,宜采用低氢型焊条。

二、自动焊接或半自动焊接采用的焊丝和焊剂,应与主体金属强度相适应。焊丝应符合现行标准《焊接用钢丝》的规定。

三、普通螺栓可采用现行标准《普通碳素结构钢技术条件》中规定的3号钢制成。

四、高强度螺栓应符合现行标准《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》或《钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副型式尺寸与技术条件》的规定。

五、铆钉应采用现行标准《普通碳素钢铆螺用热轧圆钢技术条件》中规定的ML2或ML3号钢制成。

六、锚栓可采用现行标准《普通碳素结构钢技术条件》中规定的3号钢或《低合金结构钢技术条件》中规定的16Mn钢制成。 对采暖房屋内的结构可按该规定值提高10℃采用。

第三章基本设计规定

第一节设计原则

第3.1.1条 本规范除疲劳计算外,采用以概率理论为基础的极限状态设计方法,用分项系数的设计表达式进行计算。

第3.1.2条 结构的极限状态系指结构或构件能满足设计规定的某一功能要求的临界状态,超过这一状态结构或构件便不再能满足设计要求。承重结构应按下列承载能力极限状态和正常使用极限状态进行设计:

一、承载能力极限状态为结构或构件达到最大承载能力或达到不适于继续承载的变形时的极限状态;

二、正常使用极限状态为结构或构件达到正常使用的某项规定限值时的极限状态。

第3.1.3条 设计钢结构时,应根据结构破坏可能产生的后果,采用不同的安全等级。一般工业与民用建筑钢结构的安全等级可取为二级,特殊建筑钢结构的安全等级可根据具体情况另行确定。

第3.1.4条 按承载能力极限状态设计钢结构时,应考虑荷载效应的基本组合,必要时尚应考虑荷载效应的偶然组合。按正常使用极限状态设计钢结构时,除钢与混凝土组合梁外,应只考虑荷载短期效应组合。

第3.1.5条 计算结构或构件的强度、稳定性以及连接的强度时,应采用荷载设计值(荷载标准值乘以荷载分项系数);计算疲劳和正常使用极限状态的变形时,应采用荷载标准值。

第3.1.6条 对于直接承受动力荷载的结构:在计算强度和稳定性时,动力荷载设计值应乘动力系数;在计算疲劳和变形时,动力荷载标准值不应乘动力系数。计算吊车梁或吊车桁架及其制动结构的疲劳时,吊车荷载应按作用在跨间内起重量最大的一台吊车确定。

第3.1.7条 设计钢结构时,荷载的标准值、荷载分项系数、荷载组合系数、动力荷载的动力系数以及按结构安全等级确定的重要性系数,应按《建筑结构荷载规范》(GBJ9-87)的规定采用。

第3.1.8条 计算重级工作制吊车梁(或吊车桁架)及其制动结构的强度和稳定性以及连接的强度时,吊车的横向水平荷载应乘以表3.1.8的增大系数。

第3.1.9条 计算平炉、电炉、转炉车间或其它类似车间的工作平台结构时,由检修材料所产生的荷载,可乘以下列折减系数:

主 梁

0.85

柱(包括基础)

0.75

第二节设计指标

第3.2.1条 钢材的强度设计值(材料强度的标准值除以抗力分项系数),应根据钢材厚度或直径(对3号钢按表3.2.1-1的分组)按表3.2.1-2采用。钢铸件的强度设计值应按表3.2.1-3

第3.2.2条 计算下列情况的结构构件或连接时,第3.2.1条规定的强度设计值应乘以相应的折减系数:

一、单面连接的单角钢

1.按轴心受力计算强度和连接0.85;

2.按轴心受压计算稳定性

二、施工条件较差的高空安装焊缝和铆钉连接0.90;

三、沉头和半沉头铆钉连接0.80。

注:当几种情况同时存在时,其折减系数应连乘。

第3.2.3条 钢材和钢铸件的物理性能指标应按表3.2.3 采用。

第三节结构变形的规定

第3.3.1条 计算钢结构变形时,可不考虑螺栓(或铆钉)孔引起的截面削弱。

第3.3.2条 受弯构件的挠度不应超过表3.3.2中所列的容许值。

第3.3.3条 多层框架结构在风荷载作用下的顶点水平位移与总高度之比值不宜大于1/500,层间相对位移与层高之比值不宜大于1/400。

注:对室内装修要求较高的民用建筑多层框架结构,层间相对位移与层高之比值宜适当减小。无隔墙的多层框架结构,层间相对位移可不受限制。

第3.3.4条 在设有重级工作制吊车的厂房中,跨间每侧吊车梁或吊车桁架的制动结构,由一台最大吊车横向水平荷载所产生的挠度不宜超过制动结构跨度的1/2200。

第3.3.5条 设有重级工作制吊车的厂房柱和设有中、重级工作制吊车的露天栈桥柱,在吊车梁或吊车桁架的顶面标高处,由一台最大吊车水平荷载所产生的计算变形值,不应超过表3.3.5中所列的容许值。

第四章 受弯构件的计算

第一节 强 度

第4.1.1条 在主平面内受弯的实腹构件,其抗弯强度应按下列规定计算:

一、承受静力荷载或间接承受动力荷载时,

第4.1.3条 当梁上翼缘受有沿腹板平面作用的集中荷载、且该荷载处又未设置支承加劲肋时,腹板计算高度上边缘的局部承压强度应按下式计算:

第4.1.4条 在组合梁的腹板计算高度边缘处,若同时受有较大的正应力、剪应力和局部压应力,或同时受有较大的正应力和剪应力(如连续梁支座处或梁的翼缘截面改变处等),其折算应力应按下式计算:

式中σ、τ、σc——腹板计算高度边缘同一点上同时产生的正应力、剪应力和局部压应力,r和σ c应按公式(4.1.2)和公式(4.1.3-1|)计算,σ应按下式计算:

第二节 整体稳定

第4.2.1条 符合下列情况之一时,可不计算梁的整体稳定性:

一、有铺板(各种钢筋混凝土板和钢板)密铺在梁的受压翼缘上并与其牢固相连、能阻止梁受压翼缘的侧向位移时。

二、工字形截面筒支梁受压翼缘的自由长度L1与其宽度B1之比不超过表4.2.1所规定的数值时。

8 ②梁的支座处,应采取构造措施以防止梁端截面的扭转。

对跨中无侧向支承点的梁,L1 为其跨度;对跨中有侧向支承点的梁,L1为受压翼缘侧向支承点间的距离(梁的支座处视为有侧向支承)。

第4.2.2条 除第4.2.1条所指情况外,在最大刚度主平面内受弯的构件,其整体稳定性应按下式计算:

注:见第4.2.1条注②。

第4.2.3条 除第4.2.1条所指情况外,在两个主平面受弯的工字形截面构件,其整体稳定性应按下式计算:

注:见第4.2.1条注②。

第4.2.4条 不符合第4.2.1条第一项情况的箱形截面简支梁,其截面尺寸(图4.2.4)应满足h/bo ≤6,且L1/bo 不应超过下列数值:

符合上述规定的箱形截面简支梁,可不计算整体稳定性。 注:其它钢号的梁,其L1/bo 值不应大于95(235/fy)。

第4.2.5条 用作减少梁受压翼缘自由长度的侧向支撑,其轴心力应根据侧向力F确定,梁的侧向力应按下式计算:

第三节 局部稳定

第4.3.1条 为保证组合梁腹板的局部稳定性,应按下列规定在腹板上配置加劲肋(图4.3.1):

一、当ho /tw ≤80235/fy时,对有局部压应力(σc≠0)的梁, 宜按构造配置横向加劲肋;但对无局部压应力(σc=0)的梁,可不配置加劲肋。

二、当80235/fy

9 行计算(对无局部压应力的梁,当ho /tw ≤100235/fy 时,可不计算)。

三、当ho /tw >170235/fy 时,应配置横向加劲肋和在受压区配置纵向加劲肋,必要时尚应在受压区配置短加劲肋,并均应按第4.3.2条的规定进行计算。此处ho为腹板的计算高度,tw为腹板的厚度。

四、梁的支座处和上翼缘受有较大固定集中荷载处,宜设置支承加劲肋,并应按第4.3.8条的规定进行计算。

第4.3.2条 无局部压应力(σc=0)的梁和简支吊车梁,当其腹板用横向加劲肋加强或用横向和纵向加劲肋加强时,应按第 4.3.3条至第4.3.6条计算加劲肋间距。其它情况的梁,应按附录二计算腹板的局部稳定性。

第4.3.3条 无局部压应力(σ=0)的梁,其腹板仅 用横向加劲肋加强时,横向加劲肋间距α应符合下列要 求:

σ——与τ同一截面的腹板计算高度边缘的弯曲压应力(N/mm2),应按σ=My/I计算,I为梁毛截面惯性矩,y1为腹板计算高度受压边缘至中和轴的距离。公式(4.3.3.1)右端算得的值若大于第4.3.7条规定的最大间距时,应取α不超过最大间距。

第4.3.4条 无局部压应力(σc=0)的梁,其腹板同时用横向加劲肋和纵向加劲肋加强时(图4.3.1b、c),纵向加劲肋至腹板计算高度受压边缘的距离h1应在ho/5~/ho/4范围内,并应符合下式的要求:

10 式中σ——所考虑区段内最大弯矩处腹板计算高度边缘的弯曲压应力(N燉mm2),应按σ=MmaxY1/I计算。横向加劲肋间距a仍应按第4.3.3条和第4.3.7条确定,但应以h2代替h0,并取η=1.0。

第4.3.5条 简支吊车梁的腹板仅用横向加劲肋加强时,加劲肋的间距a应同时符合下列公式的要求:

公式(4.3.5-1)和公式(4.3.5-2)右端算得的值若大于2ho或分母为负值时,应取a=2ho。对变截面吊车梁,当端部变截面区段长度不超过梁跨度的1/6时,a值应按下列情况确定:

一、腹板高度变化的吊车梁:端部变截面区段的a值应符合公式(4.3.5-1)的要求,式中的ho取该区段的腹板平均计算高度,τ取梁端部腹板的最大平均剪应力;不变截面区段内的a值,应同时符合公式(4.3.5-1)和公式(4.3.5-2)的要求,式中τ取两区段交界处的腹板平均剪应力。

二、翼缘截面变化的吊车梁:由端部至变截面处区段的a值,应同时符合公式(4.3.5-1)和公式(4.3.5-2)的要求,但σ取变截面处腹板计算高度边缘的弯曲压应力,同时由表4.3.5-2查得的k

3、k4值应乘以0.75;中部不变截面区段的a值,应同时符合公式(4.3.5-1)和公式(4.3.5-2)的要求,但τ取变截面处的腹板平均剪应力。

第4.3.6条 简支吊车梁的腹板同时用横向加劲肋和纵向加劲肋加强时(图4.3.1b、c),纵向加劲肋至腹板计算高度受压边缘的距离h1应在h0/5~h0/4范围内,并应符合下列公式的要求:

当公式(4.3.6-1)或公式(4.3.6-2)右端算得的值小于ho/5时,尚应在腹板受压区配置短加劲肋(图4.3.1d),并应按附录二进行计算。

横向加劲肋间距α应按公式(4.3.5-1)确定,但应以h2代替式中的ho,以0.3σc代替表4.3.5-1中的σc。若公式(4.3.5-1)右端算得的值大于2h2或分母为负值时,应取a≤2h2。对腹板高度变化的吊车梁:在确定梁端部变截面区段内(有纵向加劲肋)的α值时,h2取该区段腹板下区格的平均高度,τ取该区段梁端部处的腹板平均剪应力;在确定不变截面区段内的α值时,τ取两区段交界处的腹板平均剪应力。对翼缘截面变化的吊车梁,确定α值时,τ取梁端部腹板平均剪应力。

第4.3.7条 加劲肋宜在腹板两侧成对配置,也可单侧配置,但支承加劲肋和重级工作制吊车梁的加劲肋不应单侧配置。横向加劲肋的最小间距为0.5ho,最大间距为2ho(对无局部压应力的梁,当ho/tw≤100时,可采用2.5ho)。

在腹板两侧成对配置的钢板横向加劲肋,其截面尺寸应符合 下列公式要求:

在腹板一侧配置的钢板横向加劲肋,其外伸宽度应大于按公式(4.3.7-1)算得的1.2倍,厚度不应小于其外伸宽度的1/15。在同时用横向加劲肋和纵向加劲肋加强的腹板中,横向加劲肋的截面尺寸除应符合上述规定外,其截面惯性矩Iz尚应符合下式要求:

短加劲肋的最小间距为0.75h1。短加劲肋外伸宽度应取为横向加劲肋外伸宽度的0.7~1.0倍,厚度不应小于短加劲肋外伸宽度的1/15。

注:①用型钢(工字钢、槽钢、肢尖焊于腹板的角钢)作成的加劲肋,其截面惯性矩不得小于相应钢板加劲肋的惯性矩。

②在腹板两侧成对配置的加劲肋,其截面惯性矩应按梁腹板中心线为轴线进行计算。 在腹板一侧配置的加劲肋,其截面惯性矩应按与加劲肋相连的腹板边缘为轴线进行计算。

第4.3.8条 梁的支承加劲肋,应按承受梁支座反力或固定集中荷载的轴心受压构件计算其在腹板平面外的稳定性。此受压构件的截面应包括加劲肋和加劲肋每侧15tw235/fy范围内的腹板面积,其计算长度取ho。

梁支承加劲肋的端部应按其所承受的支座反力或固定集中荷载进行计算:当端部为刨平顶紧时,计算其端面承压应力(对突缘支座尚应符合第8.4.13条的要求);当端部为焊接时,计算其焊缝应力。

第4.3.9条 梁受压翼缘自由外伸宽度b与其厚度t之比,应符合下式要求:

箱形截面梁受压翼缘板在两腹板之间的宽度bo与其厚度t之比,应符合下式要求:

当箱形截面梁受压翼缘板设有纵向加劲肋时,则公式(4.3.9-2)中的bo取为腹板与纵向加劲肋之间的翼缘板宽度。

注:翼缘板自由外伸宽度b的取值为:对焊接构件,取腹板边至翼缘板(肢)边缘的距离;对轧制构件,取内圆弧起点至翼缘板(肢)边缘的距离。

第五章 轴心受力构件和拉弯、压弯构件的计算

第一节 轴心受力构件

第5.1.1条 轴心受拉构件和轴心受压构件的强度,除摩擦型高强度螺栓连接处外,应按下式计算:

式中N——轴心拉力或轴心压力;An——净截面面积。摩擦型高强度螺栓连接处的强度应按下列公式计算:

式中n——在节点或拼接处,构件一端连接的高强度螺栓数目;n1——所计算截面(最外列螺栓处)上高强度螺栓数目;A——构件的毛截面面积。

第5.1.2条 实腹式轴心受压构件的稳定性应按下式计算:

式中υ——轴心受压构件的稳定系数,应根据表5.1.2的截面分类并按附录三采用。

第5.1.3条 格构式轴心受压构件的稳定性仍应按公式(5.1.2)计算,但对虚轴(图5.1.3a的x轴和图5.1.3b、c的x轴和y轴)的长细比应取换算长细比。

换算长细比应按下列公式计算:

一、双肢组合构件(图5.1.3a):

式中λx——整个构件对x轴的长细比;λl——分歧对最小刚度轴1—1的长细比,其计算长度取为:焊接时,为相邻两缀板的净距离;螺栓连接时,为相邻两缀板边缘螺栓的距离;Alx——构件截面中垂直于x轴的各斜缀条毛截面面积之和。

二、四肢组合构件(图5.1.3b);

式中λy——整个构件对y轴的长细比;Aly——构件截面中垂直于y轴的各叙缀条毛截面面积之和。

三、缀件为缀条的三肢组合构件(图5.1.3c):

式中A1——构件截面中各斜缀条毛截面面积之和;

注:①缀板的线刚度应符合第8.4.1条的规定。

②斜缀条与构件轴线间的夹角应在40°~70°范围内。

第5.1.4条 对格构式轴心受压构件:当缀件为缀条时,其分肢的长细比λ1不应大于构件两方向长细比(对虚轴取换算长细比)的较大值λmax的0.7倍,当缀件为缀板时,λ1不应大于40,并不应大于λmax的0.5倍(当λmax<50时,取λmax=50)。

第5.1.5条 用填板连接而成的双角钢或双槽钢构件,可按实腹式构件进行计算,但填板间的距离不应超过下列数值:

受压构件 40i

受拉构件 80i

i为截面回转半径,应按下列规定采用:

一、当为图5.1.5α、b所示的双角钢或双槽钢截面时,取一个角钢或一个槽钢与填板平行的形心轴的回转半径;

二、当为图5.1.5c所示的十字形截面时,取一个角钢的最小回转半径。 受压构件的两个侧向支承点之间的填板数不得少于两个。

第5.1.6条 轴心受压构件应按下式计算剪力:

剪力v值可认为沿构件全长不变。

对格构式轴心受压构件,剪力v应由承受该剪力的缀材面(包括用整体板连接的面)分担。

第5.1.7条 用作减小轴心受压构件自由长度的支撑,其轴心力应根据被支承构件的剪力v(作为侧向力)确定。v可按公式(5.1.6)计算。

第二节 拉弯构件和压弯构件

第5.2.1条 弯矩作用在主平面内的拉弯构件和压弯构件,其强度应按下列规定计算:

一、承受静力荷载或间接承受动力荷载时,

式中Yx、Yy——截面塑性发展系数,应按表5.2.1采用。

二、直接承受动力荷载时,仍应按公式(5.2.1)计算,但取Yx=Yy=1.0

第5.2.2条 弯矩作用在对称轴平面内(绕x轴)的实腹式压弯构件,其稳定性应按下列规定计算:

一、弯矩作用平面内的稳定性:

16

(1)无横向荷载作用时:βmx=0.65+0.35M2M1,但不得小于0.4,M1和M2为端弯矩,使构件产生同向曲率(无反弯点)时取同号,使构件产生反向曲率(有反弯点)时取异号,M1≥M2;

(2)有端弯矩和横向荷载同时作用时:使构件产生同向曲率时,βmx=1.0;使构件产生反向曲率时,βmx=0.85;

(3)无端弯矩但有横向荷载作用时;当跨度中点有一个横向集中荷载作用时,βmx=1-0.2N/NEx;其它荷载情况时,βmx=1.0对于表5.2.1第

3、4项中的单轴对称截面压弯构件,当弯矩作用在对称轴平面内且使较大翼缘受压时,除应按公式(5.2.2-1)计算外,尚应按下式计算:

式中W2x——对较小翼缘的毛截面抵抗矩。

二、弯矩作用平面外的稳定性:

式中υy——弯矩作用平面外的轴心受压构件稳定系数;υb——均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数,对工字形和T形截面可按附录一第

(五)项确定,对箱形截面可取υb=1.4;Mx——所计算构件段范围内的最大弯矩;βtx——等效弯矩系数,应按下列规定采用:

1.在弯矩作用平面外有支承的构件,应根据两相邻支承点间构件段内的荷载和内力情况确定:

17 (1)所考虑构件段无横向荷载作用时:βtx=0.65+0.35M2M1,但不得小于0.4,M1和M2是在弯矩作用平面内的端弯矩,使构件段产生同向曲率时取同号,产生反向曲率时取异号,M1≥M2;

(2)所考虑构件段内有端弯矩和横向荷载同时作用时;使构件段产生同向曲率时,βtx=1.0;使构件段产生反向曲率时,βtx=0.85;

(3)所考虑构件段内无端弯矩但有横向荷载作用时:βtx=1.0。 2.悬臂构件,βtx=1.0。

注:①无侧移框架系指框架中设有支撑架、剪力墙、电梯并等支撑结构,且共抗侧移刚度等于或大于框架本身抗侧移刚度的5倍者。

②有侧移框架系指框架中未设上述支撑结构,或支撑结构的抗侧移刚度小于框架本身抗侧移刚度的5倍者。

第5.2.3条 弯矩绕虚轴(x轴)作用的格构式压弯构件,其弯矩作用平面内的整体稳定性应按下式计算:

式中Wlx=Ix/Yo,Ix为x轴的毛截面惯性矩,Yo为由x轴到压力较大分肢的轴线距离或者到压力较大分肢腹板边缘的距离,二者取较大者;υx、NEx由换算长细比确定。 弯矩作用平面外的整体稳定性可不计算,但应计算分肢的稳定性,分肢的轴心力应按桁架的弦杆计算。对缀板柱的分肢尚应考虑由剪力引起的局部弯矩。

第5.2.4条 弯矩绕实轴作用的格构式压弯构件,其弯矩作用平面内和平面外的稳定性计算均与实腹式构件相同。但在计算弯矩作用平面外的整体稳定性时,长细比应取换算长细比,υb应取1.0。

第5.2.5条 弯矩作用在两个主平面内的双轴对称实腹式工字形和箱形截面的压弯构件,其稳定性应按下列公式计算:

第5.2.6条 弯矩作用在两个主平面内的双肢格构式压弯构件,其稳定性应按下列规定计算:

第5.2.7条 计算格构式压弯构件的缀件时,应取构件的实际剪力和按公式(5.1.6)计算的剪力两者中的较大值进行计算。

第5.2.8条 用作减小压弯构件弯矩作用平面外计算长度的支撑,其轴心力应按公式(4.2.5)计算的侧向力确定,但式中Af为被支承构件的受压翼缘(对实腹式构件)或受压分肢(对格构式构件)的截面面积。

第三节 构件的计算长度和容许长细比

第5.3.1条 确定桁架弦杆和单系腹杆的长细比时,其计算长度ιo应按表5.3.1采用。

注:①l为构件的几何长度(节点中心间距离);l1为桁架弦杆侧向支承点之间的距离。

②斜平面系指与桁架平面斜交的平面,适用于构件截面两主轴均不在桁架平面内的单角钢腹杆和双角钢十字形截面腹杆。

③无节点板的腹杆计算长度在任意平面内均取其等于几何长度。

当桁架弦杆侧向支承点之间的距离为节间长度的2倍(图5.3-1)且两节间的弦杆轴心压力有变化时,则该弦杆在桁架平面外的计算长度,应按下式确定(但不应小于0.5L1):N

桁架再分式腹杆体系的受压主斜杆及K形腹杆体系的竖杆等,在桁架平面外的计算长度也应按公式(5.3.1)确定(受拉主斜杆仍取l1);在桁架平面内的计算长度则取节点中心间距离。

第5.3.2条 确定桁架交叉腹杆的长细比时,在桁架平面内的计算长度应取节点中心到交叉点间的距离;在桁架平面外的计算长度应按下列规定采用:

一、压杆

当相交的另一杆受拉,且两杆在交叉点均不中断0.5l当相交的另一杆受拉,两杆中有一杆在交叉点中断并以节点板搭接0.7l其它情况l

二、拉杆l

注:①l为节点中心间距离(交叉点不作为节点考虑)。

②当两交叉杆均受压时,不宜有一杆中断。

③当确定交叉腹杆中单角钢压杆斜平面内的长细比时,计算长度应取节点中心至交叉点的距离。

第5.3.3条 单层或多层框架等截面柱,在框架平面内的计算长度应等于该层柱的高度乘以计算长度系数μ。对无侧移框架,μ值应按附表4.1确定;对有侧移框架,μ值应按附表4.2确定。

第5.3.4条 单层厂房框架下端刚性固定的阶形柱,在框架平面内的计算长度应按下列规定确定:

一、单阶柱:

1.下段柱的计算长度系数μ2:当柱上端与横梁铰接时,等于按附表4.3(柱上端为自由的单阶柱)的数值乘以表5.3.4的折减系数;当柱上端与横梁刚接时,等于按附表4.4(柱上端可移动但不转动的单阶柱)的数值乘以表5.3.4的折减系数。

2.上段柱的计算长度系数μl,应按下式计算:

1.下段柱的计算长度系数μ3:当柱上端与横梁铰接时,等于按附表4.5(柱上端为自由的双阶柱)的数值乘以表5.3.4的折减系数;当柱上端与横梁刚接时,等于按附表4.6(柱上端可移动但不转动的双阶柱)的数值乘以表5.3.4的折减系数。

2.上段柱和中段柱的计算长度系数μ1和μ2,应按下列公式计算:

式中η

1、η2——参数,按附表4.5或附表4.6中的公式计算。

第5.3.5条 当计算框架的格构式柱和桁架式横梁的线刚度时,应考虑柱或横梁截面高度变化和缀件(或腹杆)变形的影响。

第5.3.6条 框架柱沿房屋长度方向(在框架平面外)的计算长度应取阻止框架平面外位移的支承点(柱的支座、吊车梁、托架以及支撑和纵梁的固定节点等)之间的距离。

第5.3.7条 受压构件的长细比不宜超过表5.3.7的容许值。

注:桁架(包括空间桁架)的受压腹杆,当其内力等于或小于承载能力的50%时,容许长细比值可取为200。

第5.3.8条 受拉构件的长细比不宜超过表5.3.8的容许值。

注:①承受静力荷载的结构中,可仅计算受拉构件在竖向平面内的长细比。

②在直接或间接承受动力荷载的结构中,计算单角钢受拉构件的长细比时,应采用角钢的最小回转半径;在计算单角钢 交叉受拉杆件平面外的长细比时,应采用与角钢肢边平行轴的回转半径。

③中、重级工作制吊车桁架下弦杆的长细比不宜超过200。

④在设有夹钳吊车或刚性料耙吊车的厂房中,支撑(表中第2项除外)的长细比不宜超过300。

⑤受拉构件在永久荷载与风荷载组合作用下受压时,其长细比不宜超过250。

第四节 受压构件的局部稳定

第5.4.1条 在受压构件中,翼缘板自由外伸宽度b与其厚度t之比,应符合下列要求:

一、轴心受压构件:

式中λ——构件两方向长细比的较大值:当λ<30时,取λ=30;当λ>100时,

取λ=100。

二、压弯构件:

注:见第4.3.9条的注。

第5.4.2条 在工字形截面的受压构件中,腹板计算高度ho与其厚度tw之比,应符合下列要求:

一、轴心受压构件:

式中λ——构件两方向长细比的较大值:当λ<30时,取λ=30;当λ>100时,

取λ=100。

二、压弯构件:

21

第5.4.3条 在箱形截面的受压构件中,受压翼缘的宽厚比应符合第4.3.9条的要求。 箱形截面受压构件的腹板计算高度ho与其厚度tw之比,应符合下列要求:

一、轴心受压构件,

第5.4.4条 在T形截面受压构件中,腹板高度与其厚度之比,不应超过下列数值:

λ和αo分别按第5.4.1条和第5.4.2条的规定采用。

22

第六章 疲劳计算

第一节 一般规定

第6.1.1条 承受动力荷载重复作用的钢结构构件(如吊车梁、吊车桁架、工作平台梁等)及其连接,当应力变化的循环次数n等于或大于105次时,应进行疲劳计算。

第6.1.2条 本章规定不适用于特殊条件(如构件表面温度大于150℃,处于海水腐蚀环境,焊后经热处理消除残余应力以及低周-高应变疲劳条件等)下的结构构件及其连接的疲劳计算。

第6.1.3条 疲劳计算应采用容许应力幅法,应力按弹性状态计算,容许应力幅按构件和连接类别以及应力循环次数确定。在应力循环中不出现拉应力的部位可不计算疲劳。

第二节 疲劳计算

第6.2.1条 对常幅(所有应力循环内的应力幅保持常量)疲劳,应按下式进行计算:

第6.2.2条 重级工作制吊车梁和重级、中级工作制吊车桁架的疲劳可作为常幅疲劳按下式计算:

23

注:表中的容许应力幅是按公式(6.2.1-2)算得的。

第6.2.3条 对变幅(应力循环内的应力幅随机变化)疲劳,若能预测结构在使用寿命期间各种荷载的频率分布、应力幅水平以及频次分布总和所构成的设计应力谱,则可将其折算为等效常 幅疲劳,按下式进行计算:

第七章 连接计算

第一节 焊缝连接

第7.1.1条 对接焊缝应按下列规定计算:

一、在对接接头和T形接头中,垂直于轴心拉力或轴心压力的对接焊缝,其强度应按下式计算:N

二、在对接接头和T形接头中,承受弯矩和剪力共同作用的对接焊缝,其正应力和剪应力应分别进行计算。但在同时受有较大正应力和剪应力处(例如梁腹板横向对接焊缝的端部),应按下式计算折算应力:

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注:①当承受轴心力的板件用斜焊缝对接,焊缝与作用力间的夹角θ符合tgθ≤1.5时,其强度可不计算。

②当对接焊缝无法采用引弧板施焊时,每条焊缝的长度计算时应各减去10mm。

第7.1.2条 直角角焊缝(图7.1.2)的强度应按下列公式计算:

一、在通过焊缝形心的拉力、压力或剪力作用下:当力垂直于焊缝长度方向时,

二、在其它力或各种力综合作用下,σf和Tf共同作用处:

第7.1.4条 不焊透的对接焊缝(图7.1.4)的强度,应按角焊缝的计算公式(7.1.2-1)至公式(7.1.2-3)计算,但取βf=1.0,其有效厚度应采用:

25

当熔合线处焊缝截面边长等于或接近于最短距离s时(图7.1.4b、c、e),抗剪强度设计值应按角焊缝的强度设计值乘以0.9。在垂直于焊缝长度方向的压力作用下,强度设计值可采用角焊缝的强度设计值乘以1.22。

第二节 螺栓连接和铆钉连接

第7.2.1条 普通螺栓、锚栓和铆钉应按下列规定计算:

一、在普通螺栓或铆钉受剪的连接中,每个普通螺栓或铆钉的承载力设计值应取受剪和承压承载力设计值中的较小者:

受剪承载力设计值:

二、在普通螺栓、锚栓或铆钉杆轴方向受拉的连接中,每个普通螺栓、锚栓或铆钉的承载力设计值应按下列公式计算:

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三、同时承受剪力和杆轴方向拉力的普通螺栓和铆钉,应分别符合下列公式的要求:

第7.2.2条 摩擦型高强度螺栓应按下列规定计算:

一、在抗剪连接中,每个摩擦型高强度螺栓的承载力设计值应按下式计算:

二、在杆轴方向受拉的连接中,每个摩擦型高强度螺栓的承载力设计值,取Nbt=0.8p。

三、当摩擦型高强度螺栓连接同时承受摩擦面间的剪切和螺栓杆轴方向的外拉力时,每个摩擦型高强度螺栓的受剪承载力设计值仍应按公式(7.2.2)计算,但应以p-1.25Nt代替p。此处Nt为每个高强度螺栓在其杆轴方向的外拉力,其值不应大于0.8p。

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第7.2.3条 承压型高强度螺栓应按下列规定计算:

一、承压型高强度螺栓的预拉力p和连接处构件接触面的处理方法应与摩擦型高强度螺栓相同。承压型高强度螺栓仅用于承受静力荷载和间接承受动力荷载结构中的连接。

二、在抗剪连接中,每个承压型高强度螺栓的承载力设计值的计算方法与普通螺栓相同,但当剪切面在螺纹处时,其受剪承载力设计值应按螺纹处的有效面积进行计算。

三、在杆轴方向受拉的连接中,每个承压型高强度螺栓的承载力设计值,Nbt=0.8p。

四、同时承受剪力和杆轴方向拉力的承压型高强度螺栓,应符合下列公式的要求:

五、在抗剪连接中以及同时承受剪力和杆轴方向拉力的连接中,承压型高强度螺栓的受剪承载力设计值不得大于按摩擦型连接计算的1.3倍。

第7.2.5条 在下列情况的连接中,螺栓或铆钉的数目应予增加:

一、一个构件借助填板或其它中间板件与另一构件连接的螺栓(摩擦型高强度螺栓除外)或铆钉数目,应按计算增加10%。

二、搭接或用拼接板的单面连接,螺栓(摩擦型高强度螺栓除外)或铆钉数目,应按计算增加10%。

三、在构件的端部连接中,当利用短角钢连接型钢(角钢或槽钢)的外伸肢以缩短连接长度时,在短角钢两肢中的一肢上,所用的螺栓或铆钉数目应按计算增加50%。

四、当铆钉连接的铆合总厚度超过铆钉直径的5倍时,总厚度每超过2mm,铆钉数目应按计算增加1%(至少应增加一个铆钉),但铆合总厚度不得超过铆钉直径的7倍。

第三节 组合工字梁翼缘连接

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第7.3.1条 组合工字梁翼缘与腹板的双面角焊缝连接,其强度应按下式计算:

公式(7.3.1)中,F、Ψ和Lz应按第4.1.3条采用;βf应按第7.1.2条采用。

注:①当梁上翼缘受有固定集中荷载时,宜在该处设置顶紧上翼缘的支承加劲肋。此时取F=0。 ②当腹板与翼缘的连接焊缝采用焊透的对接焊缝时,其强度可不计算。

第7.3.2条 组合工字梁翼缘与腹板的铆钉(或摩擦型高强度螺栓)的承载力,应按下式计算:

注:见第7.3.1条注①。

第四 节支座

第7.4.1条 铰轴式支座的圆柱形枢轴(图7.4.1),当接触面中心角θ≥90°时,其承压应力应按下式计算:

第7.4.2条 弧形支座板与平板自由接触(图7.4.2)的承压应力应按下式计算:

第7.4.3条 滚轴与平板自由接触(图7.4.3)的承压应力应按下式计算:

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第7.4.4条 轴心受压柱或压弯柱的端部为铣平端时,柱身的最大压力直接由铣平端传递,其连接焊缝、铆钉或螺栓应按最大压力的15%计算;当压弯柱出现受拉区时,该区的连接尚应按最大拉力计算。

第八章 构造要求

第一节 一般规定

第8.1.1条 钢结构的构造应便于制作、安装、维护并使结构受力简单明确,减少应力集中。以受风载为主的空腹结构,应力求减少受风面积。第8.1.2条在钢结构的受力构件及其连接中,不宜采用:厚度小于5mm的钢板;厚度小于3mm的钢管;截面小于45×4或56×36×4的角钢(对焊接结构)或截面小于50×5的角钢(对螺栓连接或铆钉连接结构)。但第十一章的轻型钢结构不受此限。

第8.1.3条 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、施焊时气温等综合因素来确定。在正常情况下,焊件的厚度为:对低碳钢,不宜大于50mm;对低合金钢,不宜大于36mm。第8.1.4条为了保证结构的空间工作,提高结构的整体刚度,承担和传递水平力,防止杆件产生过大的振动,避免压杆的侧向失稳,以及保证结构安装时的稳定,应根据结构及其荷载的不同情况设置可靠的支撑系统。在建筑物每一个温度区段或分期建设的区段中,应分别设置独立的空间稳定的支撑系统。

第8.1.5条 单层房屋和露天结构的温度区段长度(伸缩缝的间距),当不超过表8.1.5的数值时,可不计算温度应力。

注:①厂房柱为其它材料时,应按相应规范的规定设置伸缩缝。围护结构可根据具体情况参照有关规范单独设置伸缩缝。

②无桥式吊车房屋的柱间支撑和有桥式吊车房屋吊车梁或吊车桁架以下的柱间支撑,宜对称布置于温度区段中部。当不对称布置时,上述柱间支撑的中点(两道柱间支撑时为两支撑距离的中点)至温度区段端部的距离不宜大于表8.1.5纵向温度区段长度的60%。

第二节 焊缝连接

第8.2.1条 焊缝金属宜与基本金属相适应。当不同强度的钢材连接时,可采用与低强度钢材相适应的焊接材料。

第8.2.2条 在设计中不得任意加大焊缝,避免焊缝立体交叉和在一处集中大量焊缝,同时焊缝的布置应尽可能对称于构件重心。

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注:钢板的拼接:当采用对接焊缝时,纵横两方向的对接焊缝,可采用十字形交叉或丁形交叉;当为T形交叉时,交叉点的间距不得小于200mm。

第8.2.3条 对接焊缝的坡口形式,应根据板厚和施工条件按现行标准《手工电弧焊焊接接头的基本型式与尺寸》和《埋弧焊焊接接头的基本型式与尺寸》的要求选用。

第8.2.4条 在对接焊缝的拼接处:当焊件的宽度不同或厚度相差4mm以上时,应分别在宽度方向或厚度方向从一侧或两侧做成坡度不大于1/4的斜角(图8.2.4);当厚度不同时,焊缝坡口形式应根据较薄焊件厚度按第8.2.3条的要求取用。

在承受动力荷载的结构中,垂直于受力方向的焊缝不宜采用不焊透的对接焊缝。

第8.2.6条 角焊缝两焊脚边的夹角a一般为90°(直角角焊缝)。夹角a>120°或a<60°的斜角角焊缝,不宜用作受力焊缝(钢管结构除外)。

第8.2.7条 角焊缝的尺寸应符合下列要求:

二、角焊缝的焊脚尺寸不宜大于较薄焊件厚度的1.2倍(钢管结构除外),但板件(厚度为t)边缘的角焊缝最大焊脚尺寸,尚应符合下列要求:

1.当t≤6mm时,hf≤t;

2.当t>6mm时,hf≤t-(1~2)mm。

圆孔或槽孔内的角焊缝焊脚尺寸尚不宜大于圆孔直径或槽孔短径的1/3。

三、角焊缝的两焊脚尺寸一般为相等。当焊件的厚度相差较大,且等焊脚尺寸不能符合本条第

一、二项要求时,可采用不等焊脚尺寸,与较薄焊件接触的焊脚边应符合本条第二项的要求;与较厚焊件接触的焊脚边应符合本条第一项的要求。

四、侧面角焊缝或正面角焊缝的计算长度不得小于8hf和40mm。

五、侧面角焊缝的计算长度不宜大于60hf(承受静力荷载或间接承受动力荷载时)或40hf(承受动力荷载时);当大于上述数值时,其超过部分在计算中不予考虑。若内力沿侧面角焊缝全长分布时,其计算长度不受此限。

第8.2.8条 在直接承受动力荷载的结构中,角焊缝表面应做成直线形或凹形。焊脚尺寸的比例:对正面角焊缝宜为1∶1.5(长边顺内力方向);对侧面角焊缝可为1∶1。

第8.2.9条 在次要构件或次要焊缝连接中,可采用断续角焊缝。断续角焊缝之间的净距,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。

第8.2.10条 当板件的端部仅有两侧面角焊缝连接时,每条侧面角焊缝长度不宜小于两侧面角焊缝之间的距离;同时两侧面角焊缝之间的距离不宜大于16t(当t>12mm)或200mm(当t≤12mm),t为较薄焊件的厚度。

第8.2.11条 杆件与节点板的连接焊缝(图8.2.11),一般宜采用两面侧焊,也可用三面围焊,对角钢杆件可采用L形围焊,所有围焊的转角处必须连续施焊。

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第8.2.12条 当角焊缝的端部在构件转角处作长度为2hf的绕角焊时,转角处必须连续施焊。

第8.2.13条 在搭接连接中,搭接长度不得小于焊件较小厚度的5倍,并不得小于25mm。

第三节 螺栓连接和铆钉连接

第8.3.1条 每一杆件在节点上以及拼接接头的一端,永久性的螺栓(或铆钉)数不宜少于两个。对组合构件的缀条,其端部连接可采用一个螺栓(或铆钉)。

第8.3.2条 高强度螺栓孔应采用钻成孔。摩擦型高强度螺栓的孔径比螺栓公称直径d大1.5~2.0mm;承压型高强度螺栓的孔径比螺栓公称直径d大1.0~1.5mm。

第8.3.3条 在高强度螺栓连接范围内,构件接触面的处理方法应在施工图中说明。

第8.3.4条 螺栓或铆钉的距离应符合表8.3.4的要求。

注:①do为螺栓或铆钉的孔径,t为外层较薄板件的厚度。

②钢板边缘与刚性构件(如角钢、槽钢等)相连的螺栓或铆钉的最大间距,可按中间排的数值采用。

第8.3.5条 c级螺栓宜用于沿其杆轴方向受拉的连接,在下列情况下可用于受剪连接:

一、承受静力荷载或间接承受动力荷载结构中的次要连接。

二、不承受动力荷载的可拆卸结构的连接。

三、临时固定构件用的安装连接。

第8.3.6条 对直接承受动力荷载的普通螺栓连接应采用双螺帽或其它能防止螺帽松动的有效措施。

第8.3.7条 当型钢构件的拼接采用高强度螺栓连接时,其拼接件宜采用钢板。

第8.3.8条 沉头和半沉头铆钉不得用于沿其杆轴方向受拉的连接。

第四节 结构构件

(I) 柱

第8.4.1条 在缀材面剪力较大或宽度较大的格构式柱,宜采用缀条柱。缀板柱中,同一截面处缀板(或型钢横杆)的线刚度之和不得小于柱较大分肢线刚度的6倍。

第8.4.2条 当实腹式柱的腹板计算高度ho与厚度tw之比大于80时,应采用横向加劲肋加强,其间距不得大于3ho。

横向加劲肋的尺寸和构造应按第4.3.7条的有关规定采用。

第8.4.3条 格构式柱或大型实腹式柱,在受有较大水平力处和运送单元的端部应设置横隔,横隔的间距不得大于柱截面较大宽度的9倍或8m。

(II) 桁架

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第8.4.4条 焊接桁架应以杆件重心线为轴线,螺栓(或铆钉)连接的桁架可采用靠近杆件重心线的螺栓(或铆钉)准线为轴线,在节点处各轴线应交于一点。当桁架弦杆的截面变化时,如轴线变动不超过较大弦杆截面高度的5%,可不考虑其影响。

第8.4.5条 分析桁架杆件内力时,可将节点视为铰接。当桁架杆件为H型、箱型等刚度较大的截面,且在桁架平面内的杆件截面高度与其几何长度(节点中心间的距离)之比大于1/10(对弦杆)或大于1/15(对腹杆)时,应考虑节点刚性所引起的次弯矩。

第8.4.6条 当桁架杆件用节点板连接时,弦杆与腹杆、腹杆与腹杆之间的间隙,不宜小于20mm。

第8.4.7条 节点板厚度一般根据所连接杆件内力的大小确定,但不得小于6mm。节点板的平面尺寸应适当考虑制作和装配的误差。

第8.4.8条 跨度大于36m的两端铰支桁架,应考虑在竖向荷载作用下,下弦弹性伸长所产生水平推力对支承构件的影响。

第8.4.9条 两端简支、跨度为15m或15m以上的三角形屋架和跨度为24m或24m以上的梯形和平行弦桁架,当下弦无曲折时,宜起拱,拱度约为跨度的1/500。

(Ⅲ) 梁

第8.4.10条 焊接梁的翼缘一般用一层钢板作成,当采用两层钢板时,外层钢板与内层钢板厚度之比宜为0.5~1.0。不沿梁通长设置的外层钢板,其理论截断点处的外伸长度l1应符合下列要求:

b和t分别为外层翼缘板的宽度和厚度;hf为侧面角焊缝和正面角焊缝的焊脚尺寸。

第8.4.11条 铆接(或摩擦型高强度螺栓连接)梁的翼缘板不宜超过三层,翼缘角钢面积不宜少于整个翼缘面积的30%,当采用最大型号的角钢仍不能符合此要求时,可加设腋板(图8.4.11)。此时角钢与腋板面积之和不应少于翼缘总面积的30%。当翼缘板不沿梁通长设置时,理论截断点处外伸长度内的铆钉(或摩擦型高强度螺栓)数目,应按该板1/2净截面面积的承载力进行计算。

第8.4.12条 焊接梁的横向加劲肋与翼缘板相接处应切角,当切成斜角时,其宽约bs/3(但不大于40mm),高约bs/2(但不大于60mm),见图8.4.12,bs为加劲肋的宽度。

第8.4.13条 梁的端部支承加劲肋的下端,按端面承压强度设计值进行计算时,应创平顶紧,其中突缘加劲板(图8.4.13b)的伸出长度不得大于其厚度的2倍。

(Ⅳ) 柱脚锚栓

第8.4.14条 柱脚锚栓不得用以承受柱脚底部的水平反力,此水平反力应由底板与混凝土基础间的摩擦力或设置抗剪键承受。

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第8.4.15条 柱脚锚栓埋置在基础中的深度,应使锚栓的内力通过其和混凝土之间的粘结力传递。当埋置深度受到限制时,则锚栓应牢固地固定在锚板或锚梁上,以传递锚栓的全部内力,此时锚栓与混凝土之间的粘结力可不予考虑。

第五节 对吊车梁转吊车桁架(或类似的梁和桁架)的要求

第8.5.1条 焊接吊车梁的翼缘板宜用一层钢板,当采用两层钢板时,外层钢板宜沿梁通长设置,并应在设计和施工中采取措施使上翼缘两层钢板紧密接触。

第8.5.2条 支承夹钳或刚性料耙硬钩吊车以及类似吊车的结构,不宜采用吊车桁架和制动桁架。

第8.5.3条 焊接吊车桁架应符合下列要求:

一、在桁架节点处,腹杆与弦杆之间的间隙a不宜小于50mm,节点板的两侧边宜作成半径r不小于60mm的圆弧;节点板边缘与腹杆轴线的夹角θ不应小于30°(图8.5.3);节点板与角钢弦杆的连接焊缝,起落弧点应至少缩进5mm(图8.5.3a);

节点板与工字钢弦杆的T形连接焊缝应予焊透,圆弧处不得有起落弧缺陷,其中重级工作制吊车桁架的圆弧处应予打磨,使之与弦杆平缓过渡(图8.5.3b)。

二、杆件的填板当用焊缝连接时,焊缝起落弧点应缩进至少5mm(图8.5.3c),重级工作制吊车桁架杆件的填板应采用高强度螺栓连接。

第8.5.4条 吊车梁翼缘板或腹板的焊接拼接应采用加引弧板的焊透对接焊缝,引弧板割去处应予打磨平整。吊车梁的工地整段拼接宜采用摩擦型高强度螺栓。

第8.5.5条 在焊接吊车梁或吊车桁架中,下列部位的T形连接应予焊透;焊缝质量不低于二级焊缝标准(形式见图8.5.5):

一、重级工作制和起重量Q≥50t的中级工作制吊车梁腹板与上翼缘的连接;

二、吊车桁架中,节点板与上弦杆的连接。

第8.5.6条 吊车梁横向加劲肋的上端应与上翼缘创平顶紧(当为焊接吊车梁时,尚宜焊接)。中间横向加劲肋的下端宜在距受拉翼缘50~100mm处断开,不应另加零件与受拉翼缘焊接。中间横向加劲肋与腹板的连接焊缝,施焊时不宜在加劲肋下端起落弧。 当吊车梁受拉翼缘与支撑相连时,不宜采用焊接。

第8.5.7条 直接铺设轨道的吊车桁架上弦,其构造要求应与吊车梁相同。

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第8.5.8条 重级工作制吊车梁中,上翼缘与制动结构的连接以及对柱传递水平力的连接,宜采用摩擦型高强度螺栓。吊车梁端部与柱的连接构造应设法减少由于吊车梁弯曲变形而在连接处产生的附加应力。

第8.5.9条 当吊车桁架和重级工件制吊车梁跨度等于或大于12m,或轻、中级工作制吊车梁跨度等于或大于18m时,宜设置辅助桁架和水平支撑系统。当设置垂直支撑时,其位置不宜在吊车梁或吊车桁架竖向挠度较大处。

对吊车桁架,应采取构造措施,以防止其上弦因轨道偏心而扭转。

第8.5.10条 重级工作制吊车梁的受拉翼缘板(或吊车桁架的受拉弦杆)边缘,宜采用自动精密气割,当用手工气割或剪切机切割时,应沿全长刨边。

第8.5.11条 吊车梁的受拉翼缘(或吊车桁架的受拉弦杆)上不得焊接悬挂设备的零件,并不宜在该处打火或焊接夹具。

第8.5.12条 吊车钢轨的接头构造应保证车轮平稳通过。

当采用焊接长轨且用压板与吊车梁连接时,压板与钢轨间的接触不得过于紧密,以使钢轨受温度作用后有纵向伸缩的可能。

第六节 制作、运输和安装

第8.6.1条 结构运送单元的划分,除应考虑结构受力条件外,尚应注意经济合理、便于运输和易于拼装。

第8.6.2条 结构的安装连接应采用传力可靠、制作方便、连接简单、便于调整的构造形式。

第8.6.3条 安装连接采用焊接时,应考虑设置定位螺栓,将构件临时固定。

第七节 防锈和隔热

第8.7.1条 钢结构除必须采取防锈措施(彻底除锈后涂以油漆和镀锌等)外,尚应在构造上尽量避免出现难于检查、清刷和油漆之处以及能积留湿气和大量灰尘的死角或凹槽。闭口截面构件应沿全长和端部焊接封闭。除有特殊需要外,设计中一般不应因考虑锈蚀而加大钢材截面或厚度。

第8.7.2条 柱脚在地面以下的部分应采用强度等级较低的混凝土包裹(保护层厚度不应小于50mm),并应使包裹的混凝土高出地面约150mm。当柱脚底面在地面以上时,则柱脚底面应高出地面不小于100mm。

第8.7.3条 受侵蚀介质作用的结构以及在使用期间不能重新油漆的结构部位应采取特殊的防锈措施。受侵蚀性介质作用的柱脚不宜埋入地下。

第8.7.4条 受高温作用的结构,应根据不同情况采取下列防护措施:

一、当结构可能受到炽热熔化金属的侵害时,应采用砖或耐热材料做成的隔热层加以保护;

二、当结构的表面长期受辐射热达150℃以上或在短时间内可能受到火焰作用时,应采取有效的防护措施(如加隔热层或水套等)。

第九章 塑性设计

第一节 一般规定

第9.1.1条 本章规定适用于不直接承受动力荷载的固端梁、连续梁以及由实腹构件组成的单层和两层框架结构。

第9.1.2条 采用塑性设计的结构或构件,按承载能力极限状态设计时,应采用荷载的设计值,考虑构件截面内塑性的发展及由此引起的内力重分配,用简单塑性理论进行内力分析。按正常使用极限状态设计时,应采用荷载的标准值,并按弹性理论进行计算。

第9.1.3条 按本章规定进行塑性设计时,钢材和连接的强度设计值应按第3.2.1条和第3.2.2条的规定值乘以折减系数0.9。

第9.1.4条 塑性设计截面板件的宽厚比应符合表9.1.4的规定。

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第二节 构件的计算

第9.2.1条 弯矩Mx(对工字形截面x轴为强轴)作用在一个主平面内的受弯构件,其弯曲强度应符合下式要求:

Mx≤Wpnxf (9.2.1)式中Wpnx——对x轴的净截面塑性抵抗矩。

第9.2.2条 受弯构件的剪力V假定由腹板承受,剪切强度应符合下式要求:

V≤hwtwfv (9.2.2)式中hw、tw——腹板高度和厚度;fv——塑性设计时采用的钢材抗剪强度设计值,见第9.1.3条。

第9.2.3条 弯矩作用在一个主平面内的压弯构件,其强度应符合下列公式的要求:

压弯构件的压力N不应大于0.6Anf,其剪切强度应符合公式(9.2.2)的要求。

第9.2.4条 弯矩作用在一个主平面内的压弯构件,其稳定性应符合下列公式的要求:

一、弯矩作用平面内:

式中Wpx——对x轴的毛截面塑性抵抗矩。υx、NEx和βmx应按第5.2.2条计算弯矩作用平面内稳定的有关规定采用。

二、弯矩作用平面外:

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υy、υb和βtx应按第5.2.2条计算弯矩作用平面外稳定的有关规定采用。

第三节 容许长细比和构造要求

第9.3.2条 在构件出现塑性铰的截面处,必须设置侧向支承。该支承点与其相邻支承点间构件的长细比λy,应符合下列要求:

对不出现塑性铰的构件区段,其侧向支承点间距,应由第四章和第五章内有关弯矩作用平面外的整体稳定计算确定。

第9.3.3条 用作减少构件弯矩作用平面外计算长度的侧向支撑,其轴心力应分别按4.2.5条或第5.2.8条确定。

第9.3.4条 所有节点及其连接应有足够的刚度,以保证在出现塑性铰前节点处各构件间的夹角保持不变。构件拼接应能传递该处最大计算弯矩值的1.1倍,且不得低于0.25Wpxf。

第9.3.5条 当板件采用手工气割或剪切机切割时,应将出现塑性铰部位的边缘刨平。当螺栓孔位于构件塑性铰部位的受拉板件上时,应采用钻成孔或先冲后扩钻孔。

第十章 钢管结构

第10.0.1条 本章规定适用于不直接承受动力荷载、在节点处直接焊接的圆管结构。

第10.0.3条 钢管节点的构造应符合下列要求:

一、主管外径应大于支管外径,主管壁厚不应小于支管壁厚。在支管与主管连接处不得将支管穿入主管内。

二、主管和支管或两支管轴线之间的夹角θ不宜小于30°。

三、支管与主管的连接节点处,应尽可能避免偏心。

四、支管与主管的连接焊缝,应沿全周连续焊接并平滑过渡。

五、支管端部宜使用自动切管机切割,支管壁厚小于6mm时可不切坡口。

第10.0.4条 钢管构件在承受较大横向荷载的部位应采取适当的加强措施,防止产生过大的局部变形。钢管构件的主要受力部位应避免开孔,如必须开孔时,应采取适当的补强措施。

37

第10.0.5条 支管与主管的连接可沿全周采用角焊缝,也可部分采用角焊缝、部分采用对接焊缝,支管管壁与主管管壁之间的夹角大于或等于120°的区域宜采用对接焊缝或带坡口的角焊缝。角焊缝的焊脚尺寸hf不宜大于支管壁厚的两倍。

第10.0.6条 支管与主管的连接焊缝可视为全周角焊缝按公式(7.1.2-1)进行计算,但取βf=1。角焊缝的有效厚度沿支管周长是变化的,当支管轴心受力时,平均有效厚度可取0.7hf。焊缝的计算长度(支管与主管相交线长度)可按下列公式计算:

第10.0.7条

为保证节点处主管的强度,支管的轴心力不得大于下列规定中的承载力设计值:

38

注:①本条适用范围为:0.2≤β≤1.0,ds/ts≤50(ts-支管壁厚),θ≥30°。当d/t>50时,取d/t=50。

②本条中的X型和K型节点系指支管轴线与主管轴线在同一平面内。

第十一章 圆钢、小角钢的轻型钢结构

第11.0.1条 本章规定仅适用于在跨度不超过18m且起重量不大于5t的轻、中级工作制桥式吊车的房屋中,采用有圆钢或小角钢(小于45×4或56×36×4)的轻型钢结构。

注:型钢组成的结构有个别次要杆件采用小角钢时,可不受本章限制。

第11.0.2条 本章规定不适用于使用条件复杂的轻型钢结构(如直接承受动力荷载,处于高温、高湿和强烈侵蚀环境的轻型钢结构等)所需的特殊要求。

第11.0.3条 轻型钢结构的强度设计值,应按第3.2.1条、第3.2.2条和第11.0.6条的规定值并乘以下列折减系数:

39

一、拱的双圆钢拉杆及其连接0.85;

二、平面桁架式檩条和三铰拱斜梁,其端部主要受压腹杆0.85;

三、其它杆件和连接0.95。

第11.0.4条 在桁架中,应尽可能使杆件重心线在节点处交于一点,否则应考虑其偏心的影响。

第11.0.5条 三铰拱屋架的三角形组合斜梁,其截面高度与斜梁长度的比值不得小于1/18,截面宽度与截面高度的比值不得小于2/5。

第11.0.6条 单圆钢压杆连接于节点板一侧时,杆件应按公式(5.2.2-1)计算其稳定性,连接可按公式(11.0.8-1)计算,但焊缝强度设计值应乘以0.85。单圆钢拉杆连接于节点板一侧时,杆件和连接可按轴心受拉构件计算强度,但强度设计值应降低15%。

第11.0.7条 桁架中的主要压杆(弦杆、端斜杆、端竖杆)的长细比不宜大于150,其它压杆的长细比不宜大于200。

拉杆的长细比不宜大于400,张紧的圆钢拉杆的长细比不受限制。 圆钢不宜用于桁架的受压弦杆和受压端斜杆。

第11.0.8条 圆钢与平板(钢板或型钢的平板部分,图11.0.8-1)、圆钢与圆钢(图11.0.8-2)之间的焊缝,其抗剪强度应按下式计算:

第11.0.9条 圆钢与圆钢、圆钢与平板(钢板或型钢的平板部分)间的焊缝有效厚度,不应小于0.2倍圆钢直径(当焊接两圆钢的直径不同时,取平均直径)或3mm,并不大于1.2倍平板厚度,焊缝计算长度不应小于20mm。

第11.0.10条 钢板厚度不宜小于4mm。圆钢直径不宜小于下列数值:

第十二章 钢与混凝土组合梁

第一节 一般规定

第12.1.1条 本章规定仅适用于不直接承受动力荷载由混凝土翼板与钢梁通过连接件组成的简支组合梁。组合梁的混凝土翼板,应按有关规范的规定进行设计。

第12.1.2条 混凝土翼板的有效宽度be(图12.1.2)应按下式计算:

40

第12.1.3条 按本章规定考虑全截面塑性发展进行组合梁的强度计算时,钢梁钢材的强度设计值应按第3.2.1条和第3.2.2条的规定乘以折减系数0.9。组合梁的变形计算应按弹性理论进行,对荷载的短期效应组合,可将截面中的混凝土翼板计算宽度除以钢材与混凝土弹性模量的比值αE换算为钢截面;对荷载的长期效应组合,则除以2αE换算为钢截面。 在强度计算和变形计算中,可不考虑板托截面。

第12.1.4条 组合梁施工时,若钢梁下无临时支撑,则混凝土硬结前的材料重量和施工荷载应由钢梁承受,钢梁应按第三章和第四章规定计算其强度、稳定性和变形。

第二节 截面和连接件的计算

第12.2.1条 组合梁的抗弯强度应按下列规定计算:

一、塑性中和轴在混凝土翼板内(图12.2.1-1),即Af≤behc1fccm时:

41

第12.2.2条 组合梁截面上的全部剪力,假定仅由钢梁腹板承受,应按公式(9.2.2)进行计算。

第12.2.3条 简支组合梁上最大弯矩点至梁端区段内的连接件总数n,可按下式计算:

42

注:当有可靠根据时,可采用其它形式的连接件。

第三节 构造要求

第12.3.1条 钢梁截面高度不应小于组合梁截面总高度的1/2.5,当塑性中和轴在钢梁截面内时,钢梁板件的宽厚比应符合第9.1.4条的规定。

第12.3.2条 组合梁板托的高度不宜大于混凝土翼板厚度的1.5倍,板托的顶面宽度不宜小于板托高度的1.5倍。

第12.3.3条 按公式(12.2.3)算得的连接件数量,可在最大弯矩点与零弯矩点之间均匀布置。当此两点间有较大的集中荷载作用时,则应将连接件数量按各段剪力图面积之比进行分配,再各自均匀布置。

连接件沿梁跨度方向的间距不宜超过混凝土翼板厚度和板托高度之和的4倍。

第12.3.4条 圆柱头焊钉连接件的长度不应小于4d(d为焊钉直径)。在施焊时应采用专门的焊接机具和工艺方法牢固地焊于钢梁翼缘上,其沿梁跨度方向的间距不宜小于6d,垂直于梁跨度方向的间距不宜小于4d。

第12.3.5条 槽钢连接件的翼缘肢尖方向应与混凝土翼板对钢梁的水平剪应力方向一致,其与钢梁上翼缘的连接焊缝应按第七章的有关规定计算。

第12.3.6条 弯起钢筋宜采用直径d不小于12mm的I级钢筋成对对称布置,用两条长度不小于4d的侧焊缝焊接于钢梁翼缘上,其弯起角度一般为45°,弯折方向应与混凝土翼板对钢梁的水平应

43 力方向一致。在梁跨中可能产生剪应力变号处,必须在两个方向均有弯起钢筋。每个弯起钢筋从弯起点算起的总长度不宜小于25d(Ⅰ级钢筋另加弯钩),其中水平段长度不宜小于10d。

第12.3.7条 圆柱头焊钉钉头下表面或槽钢连接件上翼缘下表面应比混凝土翼板底部钢筋高出30mm以上。

连接件顶面的混凝土保护层厚度不应小于15mm。圆柱头焊钉钉杆的外表面或槽钢连接件的端面:至钢梁上翼缘侧边的距离不应小于20mm;至混凝土板托侧边的距离不应小于40mm;至混凝土翼板侧边的距离不应小于100mm。

第12.3.8条 钢梁顶面不得涂刷油漆,在灌浇(或安装)混凝土翼板以前应清除铁锈、焊渣、冰层、积雪、泥土和其它杂物。

附录一 梁的整体稳定系数

(一)焊接工字形等截面简支梁

焊接工字形等截面(附图1.1)简支梁的整体稳定系数υb应按下式计算:

44

(二) 轧制普通工字钢简支梁

轧制普通工字钢简支梁整体稳定系数υb应按附表1.3采用,当所得的υb值大于0.60时,应按附表1.2查出相应的υb代替υb值。

(三) 轧制槽钢简支梁

轧制槽钢简支梁的整体稳定系数,不论荷载的形式和荷载作用点在截面高度上的位置,均可按下式计算:

45

注:①同附表1.1的注③、⑤。②表中的υb适用于3号钢。对其它钢号,表中数值应乘以235/fy。

(四) 双轴对称工字形等截面悬臂梁

双轴对称工字形等截面悬臂梁的整体稳定系数,可按公式(附1.1)计算,但式中系数βb应按附表1.4查得,λy=Ll/Iy中的Ll为悬臂梁的悬伸长度。当求得的υb大于0.6时,应按附表1.2查出相应的υb代替υb值。

注:本表是按支端为固定的情况确定的,当用于由邻跨延伸出来的伸臂梁时,应在构造上采取措施加强支承处的抗扭能力。

(五) 受弯构件整体稳定系数的近似计算

46

按公式(附1.3)至公式(附1.7)算得的υb值大于0.60时,不需按附表1.2换算成υb值,当按公式(附1.3)和公式(附1.4)算得的υb值大于1.0时,取υb=1.0。

附录二 梁腹板局部稳定的计算

(一) 用横向加劲肋加强的腹板

用横向加劲肋加强的腹板(图4.3.1a),其各区格的局部稳定性应按下式计算:

47

注:当产生局部压应力σc的荷载作用于梁受拉翼缘时,则应分别假定σc=0和σ=0,按公式(附2.1)计算腹板各区格的稳定性。

(二) 用横向加劲肋和纵向加劲肋加强的腹板

同时用横向加劲肋和纵向加劲肋加强的腹板(图4.31b、c),其局部稳定性应按下列公式计算: 1.受压翼缘与纵向加劲肋之间的区格:

48

注:①纵向加劲肋应布置在距腹板计算高度受压翼缘ho/5~ho/4处。

②当产生局部压应力C1的荷载作用于梁的受拉翼缘时,应分别假定σc2=0(用σ3和τ)和假定σ2=0(用σc2=σc和τ),按公式(附2.10)计算受拉翼缘与纵向加劲肋之间腹板各区格的局部稳定性。

(三) 用横向加劲肋、纵向加劲肋和短

加劲肋加强的腹板

同时用横向加劲肋和在受压区的纵向加劲肋与短加劲肋加强的腹板(图4.3.1d),其局部稳定性应按下列方法计算:

1.受压翼缘与纵向加劲肋之间区格,按公式(附2.6)计算,但以α1(图4.3.1d)代替α。 2.受拉翼缘与纵向加劲肋之间的区格,按公式(附2.10)计算。

附录三 轴心受压构件的稳定系数

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50

第4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5篇:《钢结构设计规范》_(GB50017-2014)

钢 结 构 设 计 规 范

1

第一章 总 则

第1.0.1条 为在钢结构设计中贯彻执行国家的技术经济政策,做到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量,特制定本规范。

第1.0.2条 本规范适用于工业与民用房屋和一般构筑物的钢结构设计。

第1.0.3条 本规范的设计原则是根据《建筑结构设计统 一标准》(CBJ68-84))制订的。

第1.0.4条 设计钢结构时,应从工程实际情况出发,合理选用材料、结构方案和构造措施,满足结构在运输、安装和使用过程中的强度、稳定性和刚度要求,宜优先采用定型的和标准化的结构和构件,减少制作、安装工作量,符合防火要求,注意结构的抗腐蚀性能。

第1.0.5条 在钢结构设计图纸和钢材订货文件中,应注明所采用的钢号(对普通碳素钢尚应包括钢类、炉种、脱氧程度等)、连接材料的型号(或钢号)和对钢材所要求的机械性能和化学成分的附加保证项目。此外,在钢结构设计图纸中还应注明所要求的焊缝质量级别(焊缝质量级别的检验标准应符合国家现行《钢结构工程施工及验收规范》)。

第1.0.6条 对有特殊设计要求和在特殊情况下的钢结构设计,尚应符合国家现行有关规范的要求。 第二章 材 料

第2.0.1条 承重结构的钢材,应根据结构的重要性、荷载特征、连接方法、工作温度等不同情况选择其钢号和材质。承重结构的钢材宜采用平炉或氧气转炉3号钢(沸腾钢或镇 静钢)、16Mn钢、16Mnq钢、15MnV钢或15MnVq钢,其质量应分别符合现行标准《普通碳素结构钢技术条件》、《低合金结构钢技术条件》和《桥梁用碳素钢及普通低合金钢钢板技术条件》的规定。

第2.0.2条 下列情况的承重结构不宜采用3号沸腾钢:

一、焊接结构:重级工作制吊车梁、吊车桁架或类似结构,冬季计算温度等于或低于-20℃时的轻、中级工作制吊车梁、吊车桁架或类似结构,以及冬季计算温度等于或低于-30℃时的其它承重结构。

二、非焊接结构:冬季计算温度等于或低于-20℃时的重级 工作制吊车梁、吊车桁架或类似结构。

注:冬季计算温度应按国家现行《采暖通风和空气调节设计规范》中规定的冬季空气调节室外计算温度确定,对采暖房屋内的结构可按该规定值提高10℃采用。

第2.0.3条 承重结构的钢材应具有抗拉强度、伸长率、屈服强度(或屈服点)和硫、磷含量的合格保证,对焊接结构尚应具有碳含量的合格保证。承重结构的钢材,必要时尚应具有冷弯试验的合格保证。对于重级工作制和吊车起重量等于或大于50t的中级工作制 焊接吊车梁、吊车桁架或类似结构的钢材,应具有常温冲击韧性的合格保证。但当冬季计算温度等于或低于-20℃时,对于3号钢尚应具有-20℃冲击韧性的合格保证;对于16Mn钢、16Mnq钢、15MnV钢或15MnVq钢尚应具有-40℃冲击韧性的合格保证。对于重级工作制的非焊接吊车梁、吊车桁架或类似结构的钢材,必要时亦应具有冲击韧性的合格保证。

第2.0.4条 钢铸件应采用现行标准《一般工程用铸造碳钢》中规定的ZG200-400、ZG230-450、ZG270-500或ZG310-570号钢。

第2.0.5条 钢结构的连接材料应符合下列要求:

一、手工焊接采用的焊条,应符合现行标准《碳钢焊条》或《低合金钢焊条》的规定。选择的焊条型号应与主体金属强度相适应。对重级工作制吊车梁、吊车桁架或类似结构,宜采用低氢型焊条。

二、自动焊接或半自动焊接采用的焊丝和焊剂,应与主体金属强度相适应。焊丝应符合

2 现行标准《焊接用钢丝》的规定。

三、普通螺栓可采用现行标准《普通碳素结构钢技术条件》中规定的3号钢制成。

四、高强度螺栓应符合现行标准《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》或《钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副型式尺寸与技术条件》的规定。

五、铆钉应采用现行标准《普通碳素钢铆螺用热轧圆钢技术条件》中规定的ML2或ML3号钢制成。

六、锚栓可采用现行标准《普通碳素结构钢技术条件》中规定的3号钢或《低合金结构钢技术条件》中规定的16Mn钢制成。

第三章基本设计规定

第一节设计原则

第3.1.1条 本规范除疲劳计算外,采用以概率理论为基础的极限状态设计方法,用分项系数的设计表达式进行计算。

第3.1.2条 结构的极限状态系指结构或构件能满足设计规定的某一功能要求的临界状态,超过这一状态结构或构件便不再能满足设计要求。承重结构应按下列承载能力极限状态和正常使用极限状态进行设计:

一、承载能力极限状态为结构或构件达到最大承载能力或达到不适于继续承载的变形时的极限状态;

二、正常使用极限状态为结构或构件达到正常使用的某项规定限值时的极限状态。

第3.1.3条 设计钢结构时,应根据结构破坏可能产生的后果,采用不同的安全等级。一般工业与民用建筑钢结构的安全等级可取为二级,特殊建筑钢结构的安全等级可根据具体情况另行确定。

第3.1.4条 按承载能力极限状态设计钢结构时,应考虑荷载效应的基本组合,必要时尚应考虑荷载效应的偶然组合。按正常使用极限状态设计钢结构时,除钢与混凝土组合梁外,应只考虑荷载短期效应组合。

第3.1.5条 计算结构或构件的强度、稳定性以及连接的强度时,应采用荷载设计值(荷载标准值乘以荷载分项系数);计算疲劳和正常使用极限状态的变形时,应采用荷载标准值。

第3.1.6条 对于直接承受动力荷载的结构:在计算强度和稳定性时,动力荷载设计值应乘动力系数;在计算疲劳和变形时,动力荷载标准值不应乘动力系数。计算吊车梁或吊车桁架及其制动结构的疲劳时,吊车荷载应按作用在跨间内起重量最大的一台吊车确定。

第3.1.7条 设计钢结构时,荷载的标准值、荷载分项系数、荷载组合系数、动力荷载的动力系数以及按结构安全等级确定的重要性系数,应按《建筑结构荷载规范》(GBJ9-87)的规定采用。

第3.1.8条 计算重级工作制吊车梁(或吊车桁架)及其制动结构的强度和稳定性以及连接的强度时,吊车的横向水平荷载应乘以表3.1.8的增大系数。

3

第3.1.9条 计算平炉、电炉、转炉车间或其它类似车间的工作平台结构时,由检修材料所产生的荷载,可乘以下列折减系数:

主 梁

0.85 柱(包括基础)

0.75

第二节设计指标

第3.2.1条 钢材的强度设计值(材料强度的标准值除以抗力分项系数),应根据钢材厚度或直径(对3号钢按表3.2.1-1的分组)按表3.2.1-2采用。钢铸件的强度设计值应按表3.2.1-3

4

5

6

第3.2.2条 计算下列情况的结构构件或连接时,第3.2.1条规定的强度设计值应乘以相应的折减系数:

一、单面连接的单角钢

1.按轴心受力计算强度和连接0.85;

2.按轴心受压计算稳定性

二、施工条件较差的高空安装焊缝和铆钉连接0.90;

三、沉头和半沉头铆钉连接0.80。

注:当几种情况同时存在时,其折减系数应连乘。

第3.2.3条 钢材和钢铸件的物理性能指标应按表3.2.3 采用。

第三节结构变形的规定

第3.3.1条 计算钢结构变形时,可不考虑螺栓(或铆钉)孔引起的截面削弱。

第3.3.2条 受弯构件的挠度不应超过表3.3.2中所列的容许值。

7

第3.3.3条 多层框架结构在风荷载作用下的顶点水平位移与总高度之比值不宜大于1/500,层间相对位移与层高之比值不宜大于1/400。

注:对室内装修要求较高的民用建筑多层框架结构,层间相对位移与层高之比值宜适当减小。无隔墙的多层框架结构,层间相对位移可不受限制。

第3.3.4条 在设有重级工作制吊车的厂房中,跨间每侧吊车梁或吊车桁架的制动结构,由一台最大吊车横向水平荷载所产生的挠度不宜超过制动结构跨度的1/2200。

第3.3.5条 设有重级工作制吊车的厂房柱和设有中、重级工作制吊车的露天栈桥柱,在吊车梁或吊车桁架的顶面标高处,由一台最大吊车水平荷载所产生的计算变形值,不应超过表3.3.5中所列的容许值。

8

第四章 受弯构件的计算

第一节 强 度

第4.1.1条 在主平面内受弯的实腹构件,其抗弯强度应按下列规定计算:

一、承受静力荷载或间接承受动力荷载时,

9

第4.1.3条 当梁上翼缘受有沿腹板平面作用的集中荷载、且该荷载处又未设置支承加劲肋时,腹板计算高度上边缘的局部承压强度应按下式计算:

第4.1.4条 在组合梁的腹板计算高度边缘处,若同时受有较大的正应力、剪应力和局部压应力,或同时受有较大的正应力和剪应力(如连续梁支座处或梁的翼缘截面改变处等),其折算应力应按下式计算:

式中σ、τ、σc——腹板计算高度边缘同一点上同时产生的正应力、剪应力和局部压应力,r和σ c应按公式(4.1.2)和公式(4.1.3-1|)计算,σ应按下式计算:

第二节 整体稳定

第4.2.1条 符合下列情况之一时,可不计算梁的整体稳定性:

一、有铺板(各种钢筋混凝土板和钢板)密铺在梁的受压翼缘上并与其牢固相连、能阻止梁受压翼缘的侧向位移时。

二、工字形截面筒支梁受压翼缘的自由长度L1与其宽度B1之比不超过表4.2.1所规定的数值时。

10

②梁的支座处,应采取构造措施以防止梁端截面的扭转。

对跨中无侧向支承点的梁,L1 为其跨度;对跨中有侧向支承点的梁,L1为受压翼缘侧向支承点间的距离(梁的支座处视为有侧向支承)。

第4.2.2条 除第4.2.1条所指情况外,在最大刚度主平面内受弯的构件,其整体稳定性应按下式计算:

注:见第4.2.1条注②。

第4.2.3条 除第4.2.1条所指情况外,在两个主平面受弯的工字形截面构件,其整体稳定性应按下式计算:

注:见第4.2.1条注②。

第4.2.4条 不符合第4.2.1条第一项情况的箱形截面简支梁,其截面尺寸(图4.2.4)应满足h/bo ≤6,且L1/bo 不应超过下列数值:

符合上述规定的箱形截面简支梁,可不计算整体稳定性。

注:其它钢号的梁,其L1/bo 值不应大于95(235/fy)。

第4.2.5条 用作减少梁受压翼缘自由长度的侧向支撑,其轴心力应根据侧向力F确定,梁的侧向力应按下式计算:

11

第三节 局部稳定

第4.3.1条 为保证组合梁腹板的局部稳定性,应按下列规定在腹板上配置加劲肋(图4.3.1):

一、当ho /tw ≤80235/fy时,对有局部压应力(σc≠0)的梁, 宜按构造配置横向加劲肋;但对无局部压应力(σc=0)的梁,可不配置加劲肋。

二、当80235/fy

三、当ho /tw >170235/fy 时,应配置横向加劲肋和在受压区配置纵向加劲肋,必要时尚应在受压区配置短加劲肋,并均应按第4.3.2条的规定进行计算。此处ho为腹板的计算高度,tw为腹板的厚度。

四、梁的支座处和上翼缘受有较大固定集中荷载处,宜设置支承加劲肋,并应按第4.3.8条的规定进行计算。

第4.3.2条 无局部压应力(σc=0)的梁和简支吊车梁,当其腹板用横向加劲肋加强或用横向和纵向加劲肋加强时,应按第 4.3.3条至第4.3.6条计算加劲肋间距。其它情况的梁,应按附录二计算腹板的局部稳定性。

12

第4.3.3条 无局部压应力(σ=0)的梁,其腹板仅用横向加劲肋加强时,横向加劲肋间距α应符合下列要求:

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σ——与τ同一截面的腹板计算高度边缘的弯曲压应力(N/mm2),应按σ=My/I计算,I为梁毛截面惯性矩,y1为腹板计算高度受压边缘至中和轴的距离。公式(4.3.3.1)右端算得的值若大于第4.3.7条规定的最大间距时,应取α不超过最大间距。

第4.3.4条 无局部压应力(σc=0)的梁,其腹板同时用横向加劲肋和纵向加劲肋加强时(图4.3.1b、c),纵向加劲肋至腹板计算高度受压边缘的距离h1应在ho/5~/ho/4范围内,并应符合下式的要求:

式中σ——所考虑区段内最大弯矩处腹板计算高度边缘的弯曲压应力(N燉mm2),应按σ=MmaxY1/I计算。横向加劲肋间距a仍应按第4.3.3条和第4.3.7条确定,但应以h2代替h0,并取η=1.0。

第4.3.5条 简支吊车梁的腹板仅用横向加劲肋加强时,加劲肋的间距a应同时符合下列公式的要求:

14

公式(4.3.5-1)和公式(4.3.5-2)右端算得的值若大于2ho或分母为负值时,应取a=2ho。对变截面吊车梁,当端部变截面区段长度不超过梁跨度的1/6时,a值应按下列情况确定:

一、腹板高度变化的吊车梁:端部变截面区段的a值应符合公式(4.3.5-1)的要求,式中的ho取该区段的腹板平均计算高度,τ取梁端部腹板的最大平均剪应力;不变截面区段内的a值,应同时符合公式(4.3.5-1)和公式(4.3.5-2)的要求,式中τ取两区段交界处的腹板平均剪应力。

二、翼缘截面变化的吊车梁:由端部至变截面处区段的a值,应同时符合公式(4.3.5-1)和公式(4.3.5-2)的要求,但σ取变截面处腹板计算高度边缘的弯曲压应力,同时由表4.3.5-

215 查得的k

3、k4值应乘以0.75;中部不变截面区段的a值,应同时符合公式(4.3.5-1)和公式(4.3.5-2)的要求,但τ取变截面处的腹板平均剪应力。

第4.3.6条 简支吊车梁的腹板同时用横向加劲肋和纵向加劲肋加强时(图4.3.1b、c),纵向加劲肋至腹板计算高度受压边缘的距离h1应在h0/5~h0/4范围内,并应符合下列公式的要求:

当公式(4.3.6-1)或公式(4.3.6-2)右端算得的值小于ho/5时,尚应在腹板受压区配置短加劲肋(图4.3.1d),并应按附录二进行计算。 横向加劲肋间距α应按公式(4.3.5-1)确定,但应以h2代替式中的ho,以0.3σc代替表4.3.5-1中的σc。若公式(4.3.5-1)右端算得的值大于2h2或分母为负值时,应取a≤2h2。对腹板高度变化的吊车梁:在确定梁端部变截面区段内(有纵向加劲肋)的α值时,h2取该区段腹板下区格的平均高度,τ取该区段梁端部处的腹板平均剪应力;在确定不变截面区段内的α值时,τ取两区段交界处的腹板平均剪应力。对翼缘截面变化的吊车梁,确定α值时,τ取梁端部腹板平均剪应力。

第4.3.7条 加劲肋宜在腹板两侧成对配置,也可单侧配置,但支承加劲肋和重级工作制吊车梁的加劲肋不应单侧配置。横向加劲肋的最小间距为0.5ho,最大间距为2ho(对无局部压应力的梁,当ho/tw≤100时,可采用2.5ho)。 在腹板两侧成对配置的钢板横向加劲肋,其截面尺寸应符合 下列公式要求:

16

在腹板一侧配置的钢板横向加劲肋,其外伸宽度应大于按公式(4.3.7-1)算得的1.2倍,厚度不应小于其外伸宽度的1/15。在同时用横向加劲肋和纵向加劲肋加强的腹板中,横向加劲肋的截面尺寸除应符合上述规定外,其截面惯性矩Iz尚应符合下式要求:

短加劲肋的最小间距为0.75h1。短加劲肋外伸宽度应取为横向加劲肋外伸宽度的0.7~1.0倍,厚度不应小于短加劲肋外伸宽度的1/15。

注:①用型钢(工字钢、槽钢、肢尖焊于腹板的角钢)作成的加劲肋,其截面惯性矩不得小于相应钢板加劲肋的惯性矩。

②在腹板两侧成对配置的加劲肋,其截面惯性矩应按梁腹板中心线为轴线进行计算。 在腹板一侧配置的加劲肋,其截面惯性矩应按与加劲肋相连的腹板边缘为轴线进行计算。

第4.3.8条 梁的支承加劲肋,应按承受梁支座反力或固定集中荷载的轴心受压构件计算其在腹板平面外的稳定性。此受压构件的截面应包括加劲肋和加劲肋每侧15tw235/fy范围内的腹板面积,其计算长度取ho。

梁支承加劲肋的端部应按其所承受的支座反力或固定集中荷载进行计算:当端部为刨平顶紧时,计算其端面承压应力(对突缘支座尚应符合第8.4.13条的要求);当端部为焊接时,计算其焊缝应力。

第4.3.9条 梁受压翼缘自由外伸宽度b与其厚度t之比,应符合下式要求:

箱形截面梁受压翼缘板在两腹板之间的宽度bo与其厚度t之比,应符合下式要求:

当箱形截面梁受压翼缘板设有纵向加劲肋时,则公式(4.3.9-2)中的bo取为腹板与纵向加劲肋之间的翼缘板宽度。

注:翼缘板自由外伸宽度b的取值为:对焊接构件,取腹板边至翼缘板(肢)边缘的距离;对轧制构件,取内圆弧起点至翼缘板(肢)边缘的距离。

17 第五章 轴心受力构件和拉弯、压弯构件的计算

第一节 轴心受力构件

第5.1.1条 轴心受拉构件和轴心受压构件的强度,除摩擦型高强度螺栓连接处外,应按下式计算:

式中N——轴心拉力或轴心压力;An——净截面面积。摩擦型高强度螺栓连接处的强度应按下列公式计算:

式中n——在节点或拼接处,构件一端连接的高强度螺栓数目;n1——所计算截面(最外列螺栓处)上高强度螺栓数目;A——构件的毛截面面积。

第5.1.2条 实腹式轴心受压构件的稳定性应按下式计算:

式中υ——轴心受压构件的稳定系数,应根据表5.1.2的截面分类并按附录三采用。

第5.1.3条 格构式轴心受压构件的稳定性仍应按公式(5.1.2)计算,但对虚轴(图5.1.3a的x轴和图5.1.3b、c的x轴和y轴)的长细比应取换算长细比。

18

换算长细比应按下列公式计算:

一、双肢组合构件(图5.1.3a):

式中λx——整个构件对x轴的长细比;λl——分歧对最小刚度轴1—1的长细比,其计算长度取为:焊接时,为相邻两缀板的净距离;螺栓连接时,为相邻两缀板边缘螺栓的距离;Alx——构件截面中垂直于x轴的各斜缀条毛截面面积之和。

二、四肢组合构件(图5.1.3b);

19

式中λy——整个构件对y轴的长细比;Aly——构件截面中垂直于y轴的各叙缀条毛截面面积之和。

三、缀件为缀条的三肢组合构件(图5.1.3c):

式中A1——构件截面中各斜缀条毛截面面积之和;

注:①缀板的线刚度应符合第8.4.1条的规定。

②斜缀条与构件轴线间的夹角应在40°~70°范围内。

第5.1.4条 对格构式轴心受压构件:当缀件为缀条时,其分肢的长细比λ1不应大于构件两方向长细比(对虚轴取换算长细比)的较大值λmax的0.7倍,当缀件为缀板时,λ1不应大于40,并不应大于λmax的0.5倍(当λmax<50时,取λmax=50)。

第5.1.5条 用填板连接而成的双角钢或双槽钢构件,可按实腹式构件进行计算,但填板间的距离不应超过下列数值:

受压构件 40i

受拉构件 80i

i为截面回转半径,应按下列规定采用:

一、当为图5.1.5α、b所示的双角钢或双槽钢截面时,取一个角钢或一个槽钢与填板平行的形心轴的回转半径;

二、当为图5.1.5c所示的十字形截面时,取一个角钢的最小回转半径。 受压构件的两个侧向支承点之间的填板数不得少于两个。

第5.1.6条 轴心受压构件应按下式计算剪力:

20

剪力v值可认为沿构件全长不变。

对格构式轴心受压构件,剪力v应由承受该剪力的缀材面(包括用整体板连接的面)分担。

第5.1.7条 用作减小轴心受压构件自由长度的支撑,其轴心力应根据被支承构件的剪力v(作为侧向力)确定。v可按公式(5.1.6)计算。

第二节 拉弯构件和压弯构件

第5.2.1条 弯矩作用在主平面内的拉弯构件和压弯构件,其强度应按下列规定计算:

一、承受静力荷载或间接承受动力荷载时,

式中Yx、Yy——截面塑性发展系数,应按表5.2.1采用。

二、直接承受动力荷载时,仍应按公式(5.2.1)计算,但取Yx=Yy=1.0

第5.2.2条 弯矩作用在对称轴平面内(绕x轴)的实腹式压弯构件,其稳定性应按下列规定计算:

一、弯矩作用平面内的稳定性:

21

(1)无横向荷载作用时:βmx=0.65+0.35M2M1,但不得小于0.4,M1和M2为端弯矩,使构件产生同向曲率(无反弯点)时取同号,使构件产生反向曲率(有反弯点)时取异号,M1≥M2;

(2)有端弯矩和横向荷载同时作用时:使构件产生同向曲率时,βmx=1.0;使构件产生反向曲率时,βmx=0.85;

(3)无端弯矩但有横向荷载作用时;当跨度中点有一个横向集中荷载作用时,βmx=1-0.2N/NEx;其它荷载情况时,βmx=1.0对于表5.2.1第

3、4项中的单轴对称截面压弯构件,当弯矩作用在对称轴平面内且使较大翼缘受压时,除应按公式(5.2.2-1)计算外,尚应按下式计算:

式中W2x——对较小翼缘的毛截面抵抗矩。

二、弯矩作用平面外的稳定性:

22

式中υy——弯矩作用平面外的轴心受压构件稳定系数;υb——均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数,对工字形和T形截面可按附录一第

(五)项确定,对箱形截面可取υb=1.4;Mx——所计算构件段范围内的最大弯矩;βtx——等效弯矩系数,应按下列规定采用: 1.在弯矩作用平面外有支承的构件,应根据两相邻支承点间构件段内的荷载和内力情况确定:

(1)所考虑构件段无横向荷载作用时:βtx=0.65+0.35M2M1,但不得小于0.4,M1和M2是在弯矩作用平面内的端弯矩,使构件段产生同向曲率时取同号,产生反向曲率时取异号,M1≥M2;

(2)所考虑构件段内有端弯矩和横向荷载同时作用时;使构件段产生同向曲率时,βtx=1.0;使构件段产生反向曲率时,βtx=0.85;

(3)所考虑构件段内无端弯矩但有横向荷载作用时:βtx=1.0。 2.悬臂构件,βtx=1.0。

注:①无侧移框架系指框架中设有支撑架、剪力墙、电梯并等支撑结构,且共抗侧移刚度等于或大于框架本身抗侧移刚度的5倍者。

②有侧移框架系指框架中未设上述支撑结构,或支撑结构的抗侧移刚度小于框架本身抗侧移刚度的5倍者。

第5.2.3条 弯矩绕虚轴(x轴)作用的格构式压弯构件,其弯矩作用平面内的整体稳定性应按下式计算:

式中Wlx=Ix/Yo,Ix为x轴的毛截面惯性矩,Yo为由x轴到压力较大分肢的轴线距离或者到压力较大分肢腹板边缘的距离,二者取较大者;υx、NEx由换算长细比确定。 弯矩作用平面外的整体稳定性可不计算,但应计算分肢的稳定性,分肢的轴心力应按桁架的弦杆计算。对缀板柱的分肢尚应考虑由剪力引起的局部弯矩。

第5.2.4条 弯矩绕实轴作用的格构式压弯构件,其弯矩作用平面内和平面外的稳定性计算均与实腹式构件相同。但在计算弯矩作用平面外的整体稳定性时,长细比应取换算长细比,υb应取1.0。

第5.2.5条 弯矩作用在两个主平面内的双轴对称实腹式工字形和箱形截面的压弯构件,其稳定性应按下列公式计算:

23

第5.2.6条 弯矩作用在两个主平面内的双肢格构式压弯构件,其稳定性应按下列规定计算:

第5.2.7条 计算格构式压弯构件的缀件时,应取构件的实际剪力和按公式(5.1.6)计算的剪力两者中的较大值进行计算。

第5.2.8条 用作减小压弯构件弯矩作用平面外计算长度的支撑,其轴心力应按公式(4.2.5)计算的侧向力确定,但式中Af为被支承构件的受压翼缘(对实腹式构件)或受压分肢(对格构式构件)的截面面积。

24

第三节 构件的计算长度和容许长细比

第5.3.1条 确定桁架弦杆和单系腹杆的长细比时,其计算长度ιo应按表5.3.1采用。

注:①l为构件的几何长度(节点中心间距离);l1为桁架弦杆侧向支承点之间的距离。

②斜平面系指与桁架平面斜交的平面,适用于构件截面两主轴均不在桁架平面内的单角钢腹杆和双角钢十字形截面腹杆。

③无节点板的腹杆计算长度在任意平面内均取其等于几何长度。

当桁架弦杆侧向支承点之间的距离为节间长度的2倍(图5.3-1)且两节间的弦杆轴心压力有变化时,则该弦杆在桁架平面外的计算长度,应按下式确定(但不应小于0.5L1):N

桁架再分式腹杆体系的受压主斜杆及K形腹杆体系的竖杆等,在桁架平面外的计算长度也应按公式(5.3.1)确定(受拉主斜杆仍取l1);在桁架平面内的计算长度则取节点中心间距离。

第5.3.2条 确定桁架交叉腹杆的长细比时,在桁架平面内的计算长度应取节点中心到交叉点间的距离;在桁架平面外的计算长度应按下列规定采用:

一、压杆

当相交的另一杆受拉,且两杆在交叉点均不中断0.5l当相交的另一杆受拉,两杆中

25 有一杆在交叉点中断并以节点板搭接0.7l其它情况l

二、拉杆l

注:①l为节点中心间距离(交叉点不作为节点考虑)。

②当两交叉杆均受压时,不宜有一杆中断。

③当确定交叉腹杆中单角钢压杆斜平面内的长细比时,计算长度应取节点中心至交叉点的距离。

第5.3.3条 单层或多层框架等截面柱,在框架平面内的计算长度应等于该层柱的高度乘以计算长度系数μ。对无侧移框架,μ值应按附表4.1确定;对有侧移框架,μ值应按附表4.2确定。

第5.3.4条 单层厂房框架下端刚性固定的阶形柱,在框架平面内的计算长度应按下列规定确定:

一、单阶柱:

1.下段柱的计算长度系数μ2:当柱上端与横梁铰接时,等于按附表4.3(柱上端为自由的单阶柱)的数值乘以表5.3.4的折减系数;当柱上端与横梁刚接时,等于按附表4.4(柱上端可移动但不转动的单阶柱)的数值乘以表5.3.4的折减系数。

2.上段柱的计算长度系数μl,应按下式计算:

1.下段柱的计算长度系数μ3:当柱上端与横梁铰接时,等于按附表4.5(柱上端为自由的双阶柱)的数值乘以表5.3.4的折减系数;当柱上端与横梁刚接时,等于按附表4.6(柱上端可移动但不转动的双阶柱)的数值乘以表5.3.4的折减系数。

2.上段柱和中段柱的计算长度系数μ1和μ2,应按下列公式计算:

式中η

1、η2——参数,按附表4.5或附表4.6中的公式计算。

26

第5.3.5条 当计算框架的格构式柱和桁架式横梁的线刚度时,应考虑柱或横梁截面高度变化和缀件(或腹杆)变形的影响。

第5.3.6条 框架柱沿房屋长度方向(在框架平面外)的计算长度应取阻止框架平面外位移的支承点(柱的支座、吊车梁、托架以及支撑和纵梁的固定节点等)之间的距离。

第5.3.7条 受压构件的长细比不宜超过表5.3.7的容许值。

注:桁架(包括空间桁架)的受压腹杆,当其内力等于或小于承载能力的50%时,容许长细比值可取为200。

第5.3.8条 受拉构件的长细比不宜超过表5.3.8的容许值。

注:①承受静力荷载的结构中,可仅计算受拉构件在竖向平面内的长细比。

②在直接或间接承受动力荷载的结构中,计算单角钢受拉构件的长细比时,应采用角钢的最小回转半径;在计算单角钢 交叉受拉杆件平面外的长细比时,应采用与角钢肢边平行轴的回转半径。

③中、重级工作制吊车桁架下弦杆的长细比不宜超过200。

④在设有夹钳吊车或刚性料耙吊车的厂房中,支撑(表中第2项除外)的长细比不宜超过300。

⑤受拉构件在永久荷载与风荷载组合作用下受压时,其长细比不宜超过250。

第四节 受压构件的局部稳定

第5.4.1条 在受压构件中,翼缘板自由外伸宽度b与其厚度t之比,应符合下列要求:

一、轴心受压构件:

式中λ——构件两方向长细比的较大值:当λ<30时,取λ=30;当λ>100时,

取λ=100。

二、压弯构件:

27 注:见第4.3.9条的注。

第5.4.2条 在工字形截面的受压构件中,腹板计算高度ho与其厚度tw之比,应符合下列要求:

一、轴心受压构件:

式中λ——构件两方向长细比的较大值:当λ<30时,取λ=30;当λ>100时,

取λ=100。

二、压弯构件:

第5.4.3条 在箱形截面的受压构件中,受压翼缘的宽厚比应符合第4.3.9条的要求。 箱形截面受压构件的腹板计算高度ho与其厚度tw之比,应符合下列要求:

一、轴心受压构件,

第5.4.4条 在T形截面受压构件中,腹板高度与其厚度之比,不应超过下列数值:

λ和αo分别按第5.4.1条和第5.4.2条的规定采用。

28

第六章 疲劳计算

第一节 一般规定

第6.1.1条 承受动力荷载重复作用的钢结构构件(如吊车梁、吊车桁架、工作平台梁等)及其连接,当应力变化的循环次数n等于或大于105次时,应进行疲劳计算。

第6.1.2条 本章规定不适用于特殊条件(如构件表面温度大于150℃,处于海水腐蚀环境,焊后经热处理消除残余应力以及低周-高应变疲劳条件等)下的结构构件及其连接的疲劳计算。

第6.1.3条 疲劳计算应采用容许应力幅法,应力按弹性状态计算,容许应力幅按构件和连接类别以及应力循环次数确定。在应力循环中不出现拉应力的部位可不计算疲劳。

第二节 疲劳计算

第6.2.1条 对常幅(所有应力循环内的应力幅保持常量)疲劳,应按下式进行计算:

29

第6.2.2条 重级工作制吊车梁和重级、中级工作制吊车桁架的疲劳可作为常幅疲劳按下式计算:

注:表中的容许应力幅是按公式(6.2.1-2)算得的。

第6.2.3条 对变幅(应力循环内的应力幅随机变化)疲劳,若能预测结构在使用寿命期间各种荷载的频率分布、应力幅水平以及频次分布总和所构成的设计应力谱,则可将其折算为等效常

幅疲劳,按下式进行计算:

第七章 连接计算

第一节 焊缝连接

30

第7.1.1条 对接焊缝应按下列规定计算:

一、在对接接头和T形接头中,垂直于轴心拉力或轴心压力的对接焊缝,其强度应按下式计算:N

二、在对接接头和T形接头中,承受弯矩和剪力共同作用的对接焊缝,其正应力和剪应力应分别进行计算。但在同时受有较大正应力和剪应力处(例如梁腹板横向对接焊缝的端部),应按下式计算折算应力:

注:①当承受轴心力的板件用斜焊缝对接,焊缝与作用力间的夹角θ符合tgθ≤1.5时,其强度可不计算。

②当对接焊缝无法采用引弧板施焊时,每条焊缝的长度计算时应各减去10mm。

第7.1.2条 直角角焊缝(图7.1.2)的强度应按下列公式计算:

一、在通过焊缝形心的拉力、压力或剪力作用下:当力垂直于焊缝长度方向时,

二、在其它力或各种力综合作用下,σf和Tf共同作用处:

31

第7.1.4条 不焊透的对接焊缝(图7.1.4)的强度,应按角焊缝的计算公式(7.1.2-1)至公式(7.1.2-3)计算,但取βf=1.0,其有效厚度应采用:

32

当熔合线处焊缝截面边长等于或接近于最短距离s时(图7.1.4b、c、e),抗剪强度设计值应按角焊缝的强度设计值乘以0.9。在垂直于焊缝长度方向的压力作用下,强度设计值可采用角焊缝的强度设计值乘以1.22。 第二节 螺栓连接和铆钉连接

第7.2.1条 普通螺栓、锚栓和铆钉应按下列规定计算:

一、在普通螺栓或铆钉受剪的连接中,每个普通螺栓或铆钉的承载力设计值应取受剪和承压承载力设计值中的较小者:

受剪承载力设计值:

33

二、在普通螺栓、锚栓或铆钉杆轴方向受拉的连接中,每个普通螺栓、锚栓或铆钉的承载力设计值应按下列公式计算:

三、同时承受剪力和杆轴方向拉力的普通螺栓和铆钉,应分别符合下列公式的要求:

第7.2.2条 摩擦型高强度螺栓应按下列规定计算:

一、在抗剪连接中,每个摩擦型高强度螺栓的承载力设计值应按下式计算:

34

二、在杆轴方向受拉的连接中,每个摩擦型高强度螺栓的承载力设计值,取Nbt=0.8p。

三、当摩擦型高强度螺栓连接同时承受摩擦面间的剪切和螺栓杆轴方向的外拉力时,每个摩擦型高强度螺栓的受剪承载力设计值仍应按公式(7.2.2)计算,但应以p-1.25Nt代替p。此处Nt为每个高强度螺栓在其杆轴方向的外拉力,其值不应大于0.8p。

第7.2.3条 承压型高强度螺栓应按下列规定计算:

一、承压型高强度螺栓的预拉力p和连接处构件接触面的处理方法应与摩擦型高强度螺栓相同。承压型高强度螺栓仅用于承受静力荷载和间接承受动力荷载结构中的连接。

二、在抗剪连接中,每个承压型高强度螺栓的承载力设计值的计算方法与普通螺栓相同,但当剪切面在螺纹处时,其受剪承载力设计值应按螺纹处的有效面积进行计算。

三、在杆轴方向受拉的连接中,每个承压型高强度螺栓的承载力设计值,Nbt=0.8p。

四、同时承受剪力和杆轴方向拉力的承压型高强度螺栓,应符合下列公式的要求:

五、在抗剪连接中以及同时承受剪力和杆轴方向拉力的连接中,承压型高强度螺栓的受剪承载力设计值不得大于按摩擦型连接计算的1.3倍。

35

第7.2.5条 在下列情况的连接中,螺栓或铆钉的数目应予增加:

一、一个构件借助填板或其它中间板件与另一构件连接的螺栓(摩擦型高强度螺栓除外)或铆钉数目,应按计算增加10%。

二、搭接或用拼接板的单面连接,螺栓(摩擦型高强度螺栓除外)或铆钉数目,应按计算增加10%。

三、在构件的端部连接中,当利用短角钢连接型钢(角钢或槽钢)的外伸肢以缩短连接长度时,在短角钢两肢中的一肢上,所用的螺栓或铆钉数目应按计算增加50%。

四、当铆钉连接的铆合总厚度超过铆钉直径的5倍时,总厚度每超过2mm,铆钉数目应按计算增加1%(至少应增加一个铆钉),但铆合总厚度不得超过铆钉直径的7倍。

第三节 组合工字梁翼缘连接

第7.3.1条 组合工字梁翼缘与腹板的双面角焊缝连接,其强度应按下式计算:

公式(7.3.1)中,F、Ψ和Lz应按第4.1.3条采用;βf应按第7.1.2条采用。

注:①当梁上翼缘受有固定集中荷载时,宜在该处设置顶紧上翼缘的支承加劲肋。此时取F=0。

②当腹板与翼缘的连接焊缝采用焊透的对接焊缝时,其强度可不计算。

第7.3.2条 组合工字梁翼缘与腹板的铆钉(或摩擦型高强度螺栓)的承载力,应按下式计算:

注:见第7.3.1条注①。

第四 节支座

第7.4.1条 铰轴式支座的圆柱形枢轴(图7.4.1),当接触面中心角θ≥90°时,其承压应力应按下式计算:

第7.4.2条 弧形支座板与平板自由接触(图7.4.2)的承压应力应按下式计算:

36

第7.4.3条 滚轴与平板自由接触(图7.4.3)的承压应力应按下式计算:

第7.4.4条 轴心受压柱或压弯柱的端部为铣平端时,柱身的最大压力直接由铣平端传递,其连接焊缝、铆钉或螺栓应按最大压力的15%计算;当压弯柱出现受拉区时,该区的连接尚应按最大拉力计算。

第八章 构造要求

第一节 一般规定

第8.1.1条 钢结构的构造应便于制作、安装、维护并使结构受力简单明确,减少应力集中。以受风载为主的空腹结构,应力求减少受风面积。第8.1.2条在钢结构的受力构件及其连接中,不宜采用:厚度小于5mm的钢板;厚度小于3mm的钢管;截面小于45×4或56×36×4的角钢(对焊接结构)或截面小于50×5的角钢(对螺栓连接或铆钉连接结构)。但第十一章的轻型钢结构不受此限。

第8.1.3条 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、施焊时气温等综合因素来确定。在正常情况下,焊件的厚度为:对低碳钢,不宜大于50mm;对低合金钢,不宜大于36mm。第8.1.4条为了保证结构的空间工作,提高结构的整体刚度,承担和传递水平力,防止杆件产生过大的振动,避免压杆的侧向失稳,以及保证结构安装时的稳定,应根据结构及其荷载的不同情况设置可靠的支撑系统。在建筑物每一个温度区段或分期建设的区段中,应分别设置独立的空间稳定的支撑系统。

第8.1.5条 单层房屋和露天结构的温度区段长度(伸缩缝的间距),当不超过表8.1.5的数值时,可不计算温度应力。

37

注:①厂房柱为其它材料时,应按相应规范的规定设置伸缩缝。围护结构可根据具体情况参照有关规范单独设置伸缩缝。

②无桥式吊车房屋的柱间支撑和有桥式吊车房屋吊车梁或吊车桁架以下的柱间支撑,宜对称布置于温度区段中部。当不对称布置时,上述柱间支撑的中点(两道柱间支撑时为两支撑距离的中点)至温度区段端部的距离不宜大于表8.1.5纵向温度区段长度的60%。

第二节 焊缝连接

第8.2.1条 焊缝金属宜与基本金属相适应。当不同强度的钢材连接时,可采用与低强度钢材相适应的焊接材料。

第8.2.2条 在设计中不得任意加大焊缝,避免焊缝立体交叉和在一处集中大量焊缝,同时焊缝的布置应尽可能对称于构件重心。

注:钢板的拼接:当采用对接焊缝时,纵横两方向的对接焊缝,可采用十字形交叉或丁形交叉;当为T形交叉时,交叉点的间距不得小于200mm。

第8.2.3条 对接焊缝的坡口形式,应根据板厚和施工条件按现行标准《手工电弧焊焊接接头的基本型式与尺寸》和《埋弧焊焊接接头的基本型式与尺寸》的要求选用。

第8.2.4条 在对接焊缝的拼接处:当焊件的宽度不同或厚度相差4mm以上时,应分别在宽度方向或厚度方向从一侧或两侧做成坡度不大于1/4的斜角(图8.2.4);当厚度不同时,焊缝坡口形式应根据较薄焊件厚度按第8.2.3条的要求取用。

在承受动力荷载的结构中,垂直于受力方向的焊缝不宜采用不焊透的对接焊缝。

第8.2.6条 角焊缝两焊脚边的夹角a一般为90°(直角角焊缝)。夹角a>120°或a<60°的斜角角焊缝,不宜用作受力焊缝(钢管结构除外)。

第8.2.7条 角焊缝的尺寸应符合下列要求:

二、角焊缝的焊脚尺寸不宜大于较薄焊件厚度的1.2倍(钢管结构除外),但板件(厚

38 度为t)边缘的角焊缝最大焊脚尺寸,尚应符合下列要求:

1.当t≤6mm时,hf≤t;

2.当t>6mm时,hf≤t-(1~2)mm。

圆孔或槽孔内的角焊缝焊脚尺寸尚不宜大于圆孔直径或槽孔短径的1/3。

三、角焊缝的两焊脚尺寸一般为相等。当焊件的厚度相差较大,且等焊脚尺寸不能符合本条第

一、二项要求时,可采用不等焊脚尺寸,与较薄焊件接触的焊脚边应符合本条第二项的要求;与较厚焊件接触的焊脚边应符合本条第一项的要求。

四、侧面角焊缝或正面角焊缝的计算长度不得小于8hf和40mm。

五、侧面角焊缝的计算长度不宜大于60hf(承受静力荷载或间接承受动力荷载时)或40hf(承受动力荷载时);当大于上述数值时,其超过部分在计算中不予考虑。若内力沿侧面角焊缝全长分布时,其计算长度不受此限。

第8.2.8条 在直接承受动力荷载的结构中,角焊缝表面应做成直线形或凹形。焊脚尺寸的比例:对正面角焊缝宜为1∶1.5(长边顺内力方向);对侧面角焊缝可为1∶1。

第8.2.9条 在次要构件或次要焊缝连接中,可采用断续角焊缝。断续角焊缝之间的净距,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。

第8.2.10条 当板件的端部仅有两侧面角焊缝连接时,每条侧面角焊缝长度不宜小于两侧面角焊缝之间的距离;同时两侧面角焊缝之间的距离不宜大于16t(当t>12mm)或200mm(当t≤12mm),t为较薄焊件的厚度。

第8.2.11条 杆件与节点板的连接焊缝(图8.2.11),一般宜采用两面侧焊,也可用三面围焊,对角钢杆件可采用L形围焊,所有围焊的转角处必须连续施焊。

第8.2.12条 当角焊缝的端部在构件转角处作长度为2hf的绕角焊时,转角处必须连续施焊。

第8.2.13条 在搭接连接中,搭接长度不得小于焊件较小厚度的5倍,并不得小于25mm。

第三节 螺栓连接和铆钉连接

第8.3.1条 每一杆件在节点上以及拼接接头的一端,永久性的螺栓(或铆钉)数不宜少于两个。对组合构件的缀条,其端部连接可采用一个螺栓(或铆钉)。

第8.3.2条 高强度螺栓孔应采用钻成孔。摩擦型高强度螺栓的孔径比螺栓公称直径d大1.5~2.0mm;承压型高强度螺栓的孔径比螺栓公称直径d大1.0~1.5mm。

第8.3.3条 在高强度螺栓连接范围内,构件接触面的处理方法应在施工图中说明。

第8.3.4条 螺栓或铆钉的距离应符合表8.3.4的要求。

39

注:①do为螺栓或铆钉的孔径,t为外层较薄板件的厚度。

②钢板边缘与刚性构件(如角钢、槽钢等)相连的螺栓或铆钉的最大间距,可按中间排的数值采用。

第8.3.5条 c级螺栓宜用于沿其杆轴方向受拉的连接,在下列情况下可用于受剪连接:

一、承受静力荷载或间接承受动力荷载结构中的次要连接。

二、不承受动力荷载的可拆卸结构的连接。

三、临时固定构件用的安装连接。

第8.3.6条 对直接承受动力荷载的普通螺栓连接应采用双螺帽或其它能防止螺帽松动的有效措施。

第8.3.7条 当型钢构件的拼接采用高强度螺栓连接时,其拼接件宜采用钢板。

第8.3.8条 沉头和半沉头铆钉不得用于沿其杆轴方向受拉的连接。

第四节 结构构件 (I) 柱

第8.4.1条 在缀材面剪力较大或宽度较大的格构式柱,宜采用缀条柱。缀板柱中,同一截面处缀板(或型钢横杆)的线刚度之和不得小于柱较大分肢线刚度的6倍。

第8.4.2条 当实腹式柱的腹板计算高度ho与厚度tw之比大于80时,应采用横向加劲肋加强,其间距不得大于3ho。

横向加劲肋的尺寸和构造应按第4.3.7条的有关规定采用。

第8.4.3条 格构式柱或大型实腹式柱,在受有较大水平力处和运送单元的端部应设置横隔,横隔的间距不得大于柱截面较大宽度的9倍或8m。

(II) 桁架

第8.4.4条 焊接桁架应以杆件重心线为轴线,螺栓(或铆钉)连接的桁架可采用靠近杆件重心线的螺栓(或铆钉)准线为轴线,在节点处各轴线应交于一点。当桁架弦杆的截面变化时,如轴线变动不超过较大弦杆截面高度的5%,可不考虑其影响。

第8.4.5条 分析桁架杆件内力时,可将节点视为铰接。当桁架杆件为H型、箱型等刚度较大的截面,且在桁架平面内的杆件截面高度与其几何长度(节点中心间的距离)之比大于1/10(对弦杆)或大于1/15(对腹杆)时,应考虑节点刚性所引起的次弯矩。

第8.4.6条 当桁架杆件用节点板连接时,弦杆与腹杆、腹杆与腹杆之间的间隙,不宜小于20mm。

第8.4.7条 节点板厚度一般根据所连接杆件内力的大小确定,但不得小于6mm。节点板的平面尺寸应适当考虑制作和装配的误差。

第8.4.8条 跨度大于36m的两端铰支桁架,应考虑在竖向荷载作用下,下弦弹性伸长所产生水平推力对支承构件的影响。

第8.4.9条 两端简支、跨度为15m或15m以上的三角形屋架和跨度为24m或24m以

40 上的梯形和平行弦桁架,当下弦无曲折时,宜起拱,拱度约为跨度的1/500。

(Ⅲ) 梁

第8.4.10条 焊接梁的翼缘一般用一层钢板作成,当采用两层钢板时,外层钢板与内层钢板厚度之比宜为0.5~1.0。不沿梁通长设置的外层钢板,其理论截断点处的外伸长度l1应符合下列要求:

b和t分别为外层翼缘板的宽度和厚度;hf为侧面角焊缝和正面角焊缝的焊脚尺寸。

第8.4.11条 铆接(或摩擦型高强度螺栓连接)梁的翼缘板不宜超过三层,翼缘角钢面积不宜少于整个翼缘面积的30%,当采用最大型号的角钢仍不能符合此要求时,可加设腋板(图8.4.11)。此时角钢与腋板面积之和不应少于翼缘总面积的30%。当翼缘板不沿梁通长设置时,理论截断点处外伸长度内的铆钉(或摩擦型高强度螺栓)数目,应按该板1/2净截面面积的承载力进行计算。

第8.4.12条 焊接梁的横向加劲肋与翼缘板相接处应切角,当切成斜角时,其宽约bs/3(但不大于40mm),高约bs/2(但不大于60mm),见图8.4.12,bs为加劲肋的宽度。

第8.4.13条 梁的端部支承加劲肋的下端,按端面承压强度设计值进行计算时,应创平顶紧,其中突缘加劲板(图8.4.13b)的伸出长度不得大于其厚度的2倍。

(Ⅳ) 柱脚锚栓

第8.4.14条 柱脚锚栓不得用以承受柱脚底部的水平反力,此水平反力应由底板与混凝土基础间的摩擦力或设置抗剪键承受。

第8.4.15条 柱脚锚栓埋置在基础中的深度,应使锚栓的内力通过其和混凝土之间的粘结力传递。当埋置深度受到限制时,则锚栓应牢固地固定在锚板或锚梁上,以传递锚栓的全部内力,此时锚栓与混凝土之间的粘结力可不予考虑。

第五节 对吊车梁转吊车桁架(或类似的梁和桁架)的要求

第8.5.1条 焊接吊车梁的翼缘板宜用一层钢板,当采用两层钢板时,外层钢板宜沿梁通长设置,并应在设计和施工中采取措施使上翼缘两层钢板紧密接触。

41

第8.5.2条 支承夹钳或刚性料耙硬钩吊车以及类似吊车的结构,不宜采用吊车桁架和制动桁架。

第8.5.3条 焊接吊车桁架应符合下列要求:

一、在桁架节点处,腹杆与弦杆之间的间隙a不宜小于50mm,节点板的两侧边宜作成半径r不小于60mm的圆弧;节点板边缘与腹杆轴线的夹角θ不应小于30°(图8.5.3);节点板与角钢弦杆的连接焊缝,起落弧点应至少缩进5mm(图8.5.3a);

节点板与工字钢弦杆的T形连接焊缝应予焊透,圆弧处不得有起落弧缺陷,其中重级工作制吊车桁架的圆弧处应予打磨,使之与弦杆平缓过渡(图8.5.3b)。

二、杆件的填板当用焊缝连接时,焊缝起落弧点应缩进至少5mm(图8.5.3c),重级工作制吊车桁架杆件的填板应采用高强度螺栓连接。

第8.5.4条 吊车梁翼缘板或腹板的焊接拼接应采用加引弧板的焊透对接焊缝,引弧板割去处应予打磨平整。吊车梁的工地整段拼接宜采用摩擦型高强度螺栓。

第8.5.5条 在焊接吊车梁或吊车桁架中,下列部位的T形连接应予焊透;焊缝质量不低于二级焊缝标准(形式见图8.5.5):

一、重级工作制和起重量Q≥50t的中级工作制吊车梁腹板与上翼缘的连接;

二、吊车桁架中,节点板与上弦杆的连接。

第8.5.6条 吊车梁横向加劲肋的上端应与上翼缘创平顶紧(当为焊接吊车梁时,尚宜焊接)。中间横向加劲肋的下端宜在距受拉翼缘50~100mm处断开,不应另加零件与受拉翼缘焊接。中间横向加劲肋与腹板的连接焊缝,施焊时不宜在加劲肋下端起落弧。 当吊车梁受拉翼缘与支撑相连时,不宜采用焊接。

第8.5.7条 直接铺设轨道的吊车桁架上弦,其构造要求应与吊车梁相同。

第8.5.8条 重级工作制吊车梁中,上翼缘与制动结构的连接以及对柱传递水平力的连接,宜采用摩擦型高强度螺栓。吊车梁端部与柱的连接构造应设法减少由于吊车梁弯曲变形

42 而在连接处产生的附加应力。

第8.5.9条 当吊车桁架和重级工件制吊车梁跨度等于或大于12m,或轻、中级工作制吊车梁跨度等于或大于18m时,宜设置辅助桁架和水平支撑系统。当设置垂直支撑时,其位置不宜在吊车梁或吊车桁架竖向挠度较大处。

对吊车桁架,应采取构造措施,以防止其上弦因轨道偏心而扭转。

第8.5.10条 重级工作制吊车梁的受拉翼缘板(或吊车桁架的受拉弦杆)边缘,宜采用自动精密气割,当用手工气割或剪切机切割时,应沿全长刨边。

第8.5.11条 吊车梁的受拉翼缘(或吊车桁架的受拉弦杆)上不得焊接悬挂设备的零件,并不宜在该处打火或焊接夹具。

第8.5.12条 吊车钢轨的接头构造应保证车轮平稳通过。

当采用焊接长轨且用压板与吊车梁连接时,压板与钢轨间的接触不得过于紧密,以使钢轨受温度作用后有纵向伸缩的可能。

第六节 制作、运输和安装

第8.6.1条 结构运送单元的划分,除应考虑结构受力条件外,尚应注意经济合理、便于运输和易于拼装。

第8.6.2条 结构的安装连接应采用传力可靠、制作方便、连接简单、便于调整的构造形式。

第8.6.3条 安装连接采用焊接时,应考虑设置定位螺栓,将构件临时固定。

第七节 防锈和隔热

第8.7.1条 钢结构除必须采取防锈措施(彻底除锈后涂以油漆和镀锌等)外,尚应在构造上尽量避免出现难于检查、清刷和油漆之处以及能积留湿气和大量灰尘的死角或凹槽。闭口截面构件应沿全长和端部焊接封闭。除有特殊需要外,设计中一般不应因考虑锈蚀而加大钢材截面或厚度。

第8.7.2条 柱脚在地面以下的部分应采用强度等级较低的混凝土包裹(保护层厚度不应小于50mm),并应使包裹的混凝土高出地面约150mm。当柱脚底面在地面以上时,则柱脚底面应高出地面不小于100mm。

第8.7.3条 受侵蚀介质作用的结构以及在使用期间不能重新油漆的结构部位应采取特殊的防锈措施。受侵蚀性介质作用的柱脚不宜埋入地下。

第8.7.4条 受高温作用的结构,应根据不同情况采取下列防护措施:

一、当结构可能受到炽热熔化金属的侵害时,应采用砖或耐热材料做成的隔热层加以保护;

二、当结构的表面长期受辐射热达150℃以上或在短时间内可能受到火焰作用时,应采取有效的防护措施(如加隔热层或水套等)。

第8.5.5条 在焊接吊车梁或吊车桁架中,下列部位的T形连接应予焊透;焊缝质量不低于二级焊缝标准(形式见图8.5.5):

43

一、重级工作制和起重量Q≥50t的中级工作制吊车梁腹板与上翼缘的连接;

二、吊车桁架中,节点板与上弦杆的连接。

第8.5.6条 吊车梁横向加劲肋的上端应与上翼缘创平顶紧(当为焊接吊车梁时,尚宜焊接)。中间横向加劲肋的下端宜在距受拉翼缘50~100mm处断开,不应另加零件与受拉翼缘焊接。中间横向加劲肋与腹板的连接焊缝,施焊时不宜在加劲肋下端起落弧。 当吊车梁受拉翼缘与支撑相连时,不宜采用焊接。

第8.5.7条 直接铺设轨道的吊车桁架上弦,其构造要求应与吊车梁相同。

第8.5.8条 重级工作制吊车梁中,上翼缘与制动结构的连接以及对柱传递水平力的连接,宜采用摩擦型高强度螺栓。吊车梁端部与柱的连接构造应设法减少由于吊车梁弯曲变形而在连接处产生的附加应力。

第8.5.9条 当吊车桁架和重级工件制吊车梁跨度等于或大于12m,或轻、中级工作制吊车梁跨度等于或大于18m时,宜设置辅助桁架和水平支撑系统。当设置垂直支撑时,其位置不宜在吊车梁或吊车桁架竖向挠度较大处。

对吊车桁架,应采取构造措施,以防止其上弦因轨道偏心而扭转。

第8.5.10条 重级工作制吊车梁的受拉翼缘板(或吊车桁架的受拉弦杆)边缘,宜采用自动精密气割,当用手工气割或剪切机切割时,应沿全长刨边。

第8.5.11条 吊车梁的受拉翼缘(或吊车桁架的受拉弦杆)上不得焊接悬挂设备的零件,并不宜在该处打火或焊接夹具。

第8.5.12条 吊车钢轨的接头构造应保证车轮平稳通过。

当采用焊接长轨且用压板与吊车梁连接时,压板与钢轨间的接触不得过于紧密,以使钢轨受温度作用后有纵向伸缩的可能。

第九章 塑性设计

第一节 一般规定

第9.1.1条 本章规定适用于不直接承受动力荷载的固端梁、连续梁以及由实腹构件组成的单层和两层框架结构。

第9.1.2条 采用塑性设计的结构或构件,按承载能力极限状态设计时,应采用荷载的设计值,考虑构件截面内塑性的发展及由此引起的内力重分配,用简单塑性理论进行内力分析。按正常使用极限状态设计时,应采用荷载的标准值,并按弹性理论进行计算。

第9.1.3条 按本章规定进行塑性设计时,钢材和连接的强度设计值应按第3.2.1条和第3.2.2条的规定值乘以折减系数0.9。

第9.1.4条 塑性设计截面板件的宽厚比应符合表9.1.4的规定。

44

第二节 构件的计算

第9.2.1条 弯矩Mx(对工字形截面x轴为强轴)作用在一个主平面内的受弯构件,其弯曲强度应符合下式要求:

Mx≤Wpnxf (9.2.1)式中Wpnx——对x轴的净截面塑性抵抗矩。

第9.2.2条 受弯构件的剪力V假定由腹板承受,剪切强度应符合下式要求:

V≤hwtwfv (9.2.2)式中hw、tw——腹板高度和厚度;fv——塑性设计时采用的钢材抗剪强度设计值,见第9.1.3条。

第9.2.3条 弯矩作用在一个主平面内的压弯构件,其强度应符合下列公式的要求:

压弯构件的压力N不应大于0.6Anf,其剪切强度应符合公式(9.2.2)的要求。

第9.2.4条 弯矩作用在一个主平面内的压弯构件,其稳定性应符合下列公式的要求:

一、弯矩作用平面内:

45 式中Wpx——对x轴的毛截面塑性抵抗矩。υx、NEx和βmx应按第5.2.2条计算弯矩作用平面内稳定的有关规定采用。

二、弯矩作用平面外:

υy、υb和βtx应按第5.2.2条计算弯矩作用平面外稳定的有关规定采用。

第三节 容许长细比和构造要求

第9.3.2条 在构件出现塑性铰的截面处,必须设置侧向支承。该支承点与其相邻支承点间构件的长细比λy,应符合下列要求:

对不出现塑性铰的构件区段,其侧向支承点间距,应由第四章和第五章内有关弯矩作用平面外的整体稳定计算确定。

第9.3.3条 用作减少构件弯矩作用平面外计算长度的侧向支撑,其轴心力应分别按4.2.5条或第5.2.8条确定。

第9.3.4条 所有节点及其连接应有足够的刚度,以保证在出现塑性铰前节点处各构件间的夹角保持不变。构件拼接应能传递该处最大计算弯矩值的1.1倍,且不得低于0.25Wpxf。

第9.3.5条 当板件采用手工气割或剪切机切割时,应将出现塑性铰部位的边缘刨平。当螺栓孔位于构件塑性铰部位的受拉板件上时,应采用钻成孔或先冲后扩钻孔。

第十章 钢管结构

第10.0.1条 本章规定适用于不直接承受动力荷载、在节点处直接焊接的圆管结构。

第10.0.3条 钢管节点的构造应符合下列要求:

一、主管外径应大于支管外径,主管壁厚不应小于支管壁厚。在支管与主管连接处不得将支管穿入主管内。

46

二、主管和支管或两支管轴线之间的夹角θ不宜小于30°。

三、支管与主管的连接节点处,应尽可能避免偏心。

四、支管与主管的连接焊缝,应沿全周连续焊接并平滑过渡。

五、支管端部宜使用自动切管机切割,支管壁厚小于6mm时可不切坡口。

第10.0.4条 钢管构件在承受较大横向荷载的部位应采取适当的加强措施,防止产生过大的局部变形。钢管构件的主要受力部位应避免开孔,如必须开孔时,应采取适当的补强措施。

第10.0.5条 支管与主管的连接可沿全周采用角焊缝,也可部分采用角焊缝、部分采用对接焊缝,支管管壁与主管管壁之间的夹角大于或等于120°的区域宜采用对接焊缝或带坡口的角焊缝。角焊缝的焊脚尺寸hf不宜大于支管壁厚的两倍。

第10.0.6条 支管与主管的连接焊缝可视为全周角焊缝按公式(7.1.2-1)进行计算,但取βf=1。角焊缝的有效厚度沿支管周长是变化的,当支管轴心受力时,平均有效厚度可取0.7hf。焊缝的计算长度(支管与主管相交线长度)可按下列公式计算:

第10.0.7条 为保证节点处主管的强度,支管的轴心力不得大于下列规定中的承载力设计值:

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注:①本条适用范围为:0.2≤β≤1.0,ds/ts≤50(ts-支管壁厚),θ≥30°。当d/t>50时,取d/t=50。

②本条中的X型和K型节点系指支管轴线与主管轴线在同一平面内。

第十一章 圆钢、小角钢的轻型钢结构

第11.0.1条 本章规定仅适用于在跨度不超过18m且起重量不大于5t的轻、中级工作制桥式吊车的房屋中,采用有圆钢或小角钢(小于45×4或56×36×4)的轻型钢结构。

注:型钢组成的结构有个别次要杆件采用小角钢时,可不受本章限制。

第11.0.2条 本章规定不适用于使用条件复杂的轻型钢结构(如直接承受动力荷载,处于高温、高湿和强烈侵蚀环境的轻型钢结构等)所需的特殊要求。

第11.0.3条 轻型钢结构的强度设计值,应按第3.2.1条、第3.2.2条和第11.0.6条的规定值并乘以下列折减系数:

一、拱的双圆钢拉杆及其连接0.85;

二、平面桁架式檩条和三铰拱斜梁,其端部主要受压腹杆0.85;

48

三、其它杆件和连接0.95。

第11.0.4条 在桁架中,应尽可能使杆件重心线在节点处交于一点,否则应考虑其偏心的影响。

第11.0.5条 三铰拱屋架的三角形组合斜梁,其截面高度与斜梁长度的比值不得小于1/18,截面宽度与截面高度的比值不得小于2/5。

第11.0.6条 单圆钢压杆连接于节点板一侧时,杆件应按公式(5.2.2-1)计算其稳定性,连接可按公式(11.0.8-1)计算,但焊缝强度设计值应乘以0.85。单圆钢拉杆连接于节点板一侧时,杆件和连接可按轴心受拉构件计算强度,但强度设计值应降低15%。

第11.0.7条 桁架中的主要压杆(弦杆、端斜杆、端竖杆)的长细比不宜大于150,其它压杆的长细比不宜大于200。

拉杆的长细比不宜大于400,张紧的圆钢拉杆的长细比不受限制。 圆钢不宜用于桁架的受压弦杆和受压端斜杆。

第11.0.8条 圆钢与平板(钢板或型钢的平板部分,图11.0.8-1)、圆钢与圆钢(图11.0.8-2)之间的焊缝,其抗剪强度应按下式计算:

第11.0.9条 圆钢与圆钢、圆钢与平板(钢板或型钢的平板部分)间的焊缝有效厚度,不应小于0.2倍圆钢直径(当焊接两圆钢的直径不同时,取平均直径)或3mm,并不大于1.2倍平板厚度,焊缝计算长度不应小于20mm。

第11.0.10条 钢板厚度不宜小于4mm。圆钢直径不宜小于下列数值:

第十二章 钢与混凝土组合梁

第一节 一般规定

第12.1.1条 本章规定仅适用于不直接承受动力荷载由混凝土翼板与钢梁通过连接件组成的简支组合梁。组合梁的混凝土翼板,应按有关规范的规定进行设计。

第12.1.2条 混凝土翼板的有效宽度be(图12.1.2)应按下式计算:

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第12.1.3条 按本章规定考虑全截面塑性发展进行组合梁的强度计算时,钢梁钢材的强度设计值应按第3.2.1条和第3.2.2条的规定乘以折减系数0.9。组合梁的变形计算应按弹性理论进行,对荷载的短期效应组合,可将截面中的混凝土翼板计算宽度除以钢材与混凝土弹性模量的比值αE换算为钢截面;对荷载的长期效应组合,则除以2αE换算为钢截面。 在强度计算和变形计算中,可不考虑板托截面。

第12.1.4条 组合梁施工时,若钢梁下无临时支撑,则混凝土硬结前的材料重量和施工荷载应由钢梁承受,钢梁应按第三章和第四章规定计算其强度、稳定性和变形。

第二节 截面和连接件的计算

第12.2.1条 组合梁的抗弯强度应按下列规定计算:

一、塑性中和轴在混凝土翼板内(图12.2.1-1),即Af≤behc1fccm时:

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第6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)。

第7篇:新规范下上部结构设计验算内容

一、

预应力混凝土梁 1.结构抗裂验算

参照《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(以下简称桥规)6.3.1条,对预应力混凝土受弯构件进行正截面和斜截面抗裂验算。 (1)正截面拉应力要求

(一)全预应力构件短期效应组合预制构件(对应桥梁博士正常使用组合II)分段浇筑构件 (对应桥梁博士正常使用组合II) 即短期效应组合下不出现拉应力。

(二)A类构件短期效应组合短期效应组合 (对应桥梁博士正常使用组合II)长期效应组合 (对应桥梁博士正常使用组合I)即长期组合不出现拉应力,短期组合不超过限值。 (2)斜截面主拉应力要求

(一)全预应力构件短期效应组合预制构件 (对应桥梁博士正常使用组合II)现场浇筑构件 (对应桥梁博士正常使用组合II)

(二)A类构件短期效应组合预制构件 (对应桥梁博士正常使用组合II)现场浇筑构件 (对应桥梁博士正常使用组合II)2.持久状况应力验算

持久状况预应力混凝土构件应力计算参照《桥规》7.1条的规定加以考虑。计算使用阶段正截面混凝土的法向压应力和斜截面混凝土的主压应力,并不得超过规定限值。考虑预加力效应,分项系数取1.0,并采用标准组合,汽车荷载考虑冲击系数。 正截面验算:标准组合下构件边缘混凝土法向压应力 (对应桥梁博士正常使用组合III)

正截面验算:标准组合下构件边缘混凝土主压应力 (对应桥梁博士正常使用组合III) 3.短暂状况应力验算

短暂状况预应力混凝土应力验算根据《桥规》7.2.8条,计算在预应力和构件自重等施工荷载作用下截面边缘的法向应力。要求:

法向压应力: (对应桥梁博士施工阶段应力)

4.持久状况承载能力极限状态验算(1)正截面抗弯承载能力

根据《桥规》5.1.5条,按基本组合进行持久状况正截面抗弯承载能力极限状态计算。 (对应桥梁博士计算 承载能力组合I)(2)斜截面抗剪承载能力

根据《桥规》5.2.9~5.2.11条,进行持久状况斜截面抗剪承载能力极限状态计算。 截面尺寸要求: ,不满足时加大截面。 混凝土承载能力: ,不满足时需配箍筋。 斜截面承载能力:

5.挠度验算

根据《桥规》6.5.3条,受弯构件在使用阶段挠度(乘以长期增长系数)在消除结构自重的影响下不超过计算跨径的1/600。 6.预拱度设置

根据《桥规》6.5.4条,预应力产生的反拱值大于荷载短期效应组合计算的长期挠度时不设置预拱度,小于时取差值为预拱度。 7.钢铰线应力

根据《桥规》7.1.5条,使用阶段受拉区钢铰线最大拉应力

8.最小配筋率 根据《桥规》9.1.12条,预应力受弯构件最小配筋率必须满足

9.预应力管道最小保护层

预应力曲线平面内、平面外混凝土最小保护层厚度参照《桥规》9.4.8条进行计算。 面内:

面外:

二、

钢筋混凝土梁

1.持久状况承载能力极限状态验算 参见预应力混凝土连续梁。 2.裂缝宽度验算

根据《桥规》6.4条,钢筋混凝土构件在正常使用极限状态下应按短期效应组合并考虑长期效应影响进行验算。

3.挠度验算

参见预应力混凝土连续梁。 4.预拱度设置

根据《桥规》6.5.4条,荷载短期效应组合并考虑长期效应影响

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