钢结构规范讲座21775

2.1宽厚比要求
塑性设计要求某些截面形成塑性铰并能 产生所需的转动，使结构形成机构，故 对构件中的板件宽厚比直严加控制，以 避免由于构件局部失稳而降低构件的承 载能力。
3.1§：与第四五章区别在全部塑性和部分的区别
3.2§：考虑到二阶效应的规定
3.3§：保证不发生板件局部屈曲，节点强度，塑性铰转 动能力的规定
1.2矩形管(含方管)改动
增加了矩形管(含方管)结构的平面管节点承载力计算公 式。 由哈尔滨工业大学土木工程学院根据试验研究的成果 并参照国外资料进行修订,其内容大致为: a.由于矩形管 结构在我国应用较少,经验不足,经研究分析后,将国外 资料中的矩形管节点承载力统一乘以折减系数0.9; b. 对T,Y,X形节点,根据哈工大的科研成果对国外公式进行 了修正 .
THE END
垂直
2.3负弯矩区折减
2.4挠度计算折减
2.5折算刚度
3.组合梁设计
1.抗弯，按简单塑性理论形成塑性铰假 定计算 2.抗剪，由钢梁腹板承担 3.抗剪连接件，（栓钉，槽钢，弯筋）
4.构造要求
栓钉构造要求
讨论
1.钢管弯曲加工以后残余应力如何考虑， 强度设计值是否折减 2.空间弯曲桁架的受扭如何计算
1主要改动
(1)将圆柱头焊钉的抗剪承载力的限值 Nc0.7Asf改为Nc 0.7Asf(为栓钉的强屈比)。
(2)增加了连续组合梁负弯矩处截面的计算方法。 (3)增加了压型钢板组合板的组合梁设计。 (4)增加了部分抗剪连接件组合梁的设计
2.1组合梁刚度折减
2.2抗剪承载力折减
平行
第十章
10.钢管结构
关键词：节点形式，构造，承载力计算
1.1圆钢管结构改动
随着钢管结构的发展,同济大学对根据最近收集到的国 内外新的试验数据和有限元分析结果建立起来的数据 库进行了统计分析后,对原规范进行了下列修改: a.对管节点承载力的计算公式作了局部修改,使计 算结果的置信度和均值更为合理;b.将公式的适用范 围由原规范的径厚比d/t50扩大到d/t 100(主管)和 di/ti 60(支管): c.补充了TT型和KK型空间管 节点承载力的计算公式。另外,将主管轴力影响系数 表达式中对主管轴向应力σ的定义由原来的"最大轴向 应力"改为"节点两侧主管的较小轴向压应力"(一侧受 拉时,取σ0)

《钢结构设计规范》PPT 课件
本课件以《钢结构设计规范》为主题，涵盖了钢结构的基本概述、设计原则、 规范内容、设计案例分析、设计实践等内容，旨在向读者传授钢结构设计的 知识和经验。
引言
本部分介绍了课件的主题和目标，并概述了钢结构在建筑设计中的重要性及 其优势。
钢结构概述
介绍钢结构的基本概念、特点和应用范围。探讨钢结构的可持续性和环境优势。
钢结构设计原则
阐述了钢结构设计的基本原则，包括结构安全性、经济性、美观性和可维护性。
钢结构设计规范内容
介绍了《钢结构设计规范》的主要内容和要点，包括材料ห้องสมุดไป่ตู้取、荷载计算、 构件设计等方面。
钢结构设计案例分析
通过具体的设计案例，展示了钢结构在不同建筑类型中的应用和设计方法。讨论了设计过程中的挑战和解决方 案。
钢结构设计实践
分享实际项目中的钢结构设计经验和技巧。包括设计软件的应用、规范要求 的满足等。
结论和总结
总结了钢结构设计的重要性和应用前景，并展望了未来钢结构设计的发展趋势。

中冶京诚
创新提升价值 精诚建造未来
《钢结构设计规范》（GB50017—201X）轴心受力构件
弯曲屈曲 一、理想压杆 （一）弹性屈曲 σcri =π²E/λ² 欧拉公式 压杆临界力与强度无关，采用高强钢 并不能提高Ncri。
中冶京诚
创新提升价值 精诚建造未来
《钢结构设计规范》（GB50017—201X）轴心受力构件
局部失稳和板单元的宽厚比
弹性失稳应力 σcr = π²D´∕λ² 1.弹性失稳，λ≥λ1
σcr = π²D´∕λ²
2.非弹性失稳， λ1≥λ≥λA
σcr = -1.2σy（ λ / λ1）+1.8σy
31 — σp = 0.6σy
中冶京诚
创新提升价值 精诚建造未来
纤维DE上段作用压力为σdA = N/A •dA，纤 维倾斜后，分力σdA • α 对剪心S形成逆 时针扭矩：
dMT1 = σdA • α ρ
中冶京诚
创新提升价值 精诚建造未来
《钢结构设计规范》（GB50017—201X）轴心受力构件
一、外力N扭矩MT1 二、自由扭转力矩Ms
中冶京诚
创新提升价值 精诚建造未来
7.2 轴心压杆稳定计算 轴心压杆可有三种失稳模式：弯曲失稳，扭转失稳，弯扭失稳。 7.2.1 稳定计算公式
N 1.0 Af
中冶京诚
——轴心受压构件的稳定系数，根据构件的长细比（或换算长细比）、钢材屈服强度和表
7.2.1-1、表7.2.1-2的截面分类a、b、c、d，按本规范附录D采用。
另外:式(1) 的b/t 限值和1/fy成正比。钢材强度愈高,则b/t 愈小。这是短柱的情况。长柱在弹性 范围内失稳者τ=1,此时式(3)的b/t和fy无关。中等长度的柱在弹塑性范围内失稳,切线模量系数因 子λn和fy有关,因而b/t也和fy有关,但fy的影响程度不如短柱。

原则 6 具有较大刚度的筒体，应在平面上居中或对称布置
五、结构竖向布置原则 原则 1 在地震荷载作用下，结构的破坏机制设计为总体屈服机制
在地震荷载作用下，结构的破坏机制
楼层屈服机制 总体屈服机制
竖向杆件（柱） 水平杆件（梁）
谁先屈 服
区分方法
楼层屈服机制
在水平荷载作用下，竖向构件先屈服
或者
地震
地震
Materials:
reinforced concrete steel
Height
260 m
number of floors (above ground)
48
Transamerica Pyramid (泛美大厦）
First National Bank of Chicago (芝加哥第一国家银行)
3、防震缝应沿房屋高度方向通长设置。若不作为沉降缝，则基 础可不分开
二、房屋立面形状
原则 1
尽量采用简单且沿高度变化均匀的形状。
避免
采用平面尺寸沿高度方向 巨变的形状或倒梯形立面。
矩形、梯形、三角形、
后果
否则将使结构质量和刚度突变， 对抗震极为不利
原则 2
使建筑物外柱内倾,形成锥状体型或 平面逐渐收进,形成收进式阶梯型立面。
原因 三个好处
锥状体型上部迎风面积小,可以减少上部 结构所受风荷载
减少风荷载引起的倾覆力矩，增加房屋 的稳定性
减少侧移
数据
40层楼房，外柱内倾8%,顶层侧移可减少50%。
Transamerica Pyramid (泛美大厦）
San Francisco, California, USA
Time
1969 - 1972
地震

3、防震缝应沿房屋高度方向通长设置。若不作为沉降缝，则基 础可不分开
二、房屋立面形状
原则 1
尽量采用简单且沿高度变化均匀的形状。
避免
采用平面尺寸沿高度方向 巨变的形状或倒梯形立面。
矩形、梯形、三角形、
后果
否则将使结构质量和刚度突变， 对抗震极为不利
原则 2
使建筑物外柱内倾,形成锥状体型或 平面逐渐收进,形成收进式阶梯型立面。
平面形状 立面形状 高度 高宽比
结构布置 场地的选择
结构平面布置 结构竖向布置
主要介绍上述内容的确定原则
具体 内容
结合中国规范
平面形状 立面形状 高度 高宽比 结构体系的选择（以后介绍） 结构平面布置 结构竖向布置 场地的选择
简称
《 高钢规程 》
一、房屋平面形状
原则 1
宜采用双轴对称的简单规则平面
专业精神和专业素养，进一步提升离 退休工 作的质 量和水 平。202 0年11 月上午1 0时17 分20.11. 1010:1 7November 10, 2020
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科学，你是国力的灵魂；同时又是社 会发展 的标志 。上午1 0时17 分40秒 上午10 时17分1 0:17:40 20.11.1 0
若根据建筑要求需采用不规则平面形状，则尺 寸应受到一定程度的限制。否则，应进行精确 的抗震计算和分析。
原因
防止在风载和地震作用下，荷载中心 与刚度中心不重合，产生扭矩
不规则平面形状
A、不满足 下列要求
B、任意一层的偏心率 > 0.15 《高钢规程》附录2
C、结构平面形状有凹角，凹角的伸出部分在一个方向的长度， 超过该方向建筑总尺寸的25%

单层厂房钢结构设计
1.结构形式和结构布置 2.计算原理
3.钢屋架设计
4.轻型门式刚架结构
1.结构形式和结构布置
结构形式和结构布置
天窗架
屋架
柱
吊车梁
柱间支撑
1.结构形式和结构布置

Hale Waihona Puke 屋盖结构体系：钢屋架—大型屋面板结构体系
钢屋架—檩条—轻型屋面板结构体系 横梁—檩条—轻型屋面板结构体系

吊车的工作制等级与工作级别的对应关系
梯形屋架 ： 中部高度H≈(1/10～1/6)L 端部高度H0≈(1.8～2.4m)
1.结构形式和结构布置
屋盖支撑
屋盖上弦横向水平支撑 屋盖下弦横向水平支撑 屋盖下弦纵向水平支撑 竖向支撑 系杆
1.结构形式和结构布置
屋盖支撑的作用
1）保证屋盖结构的几何稳定性。
几何可变体 系屋架侧倾
柱间支撑的作用： 1）承受并传递纵向水平荷载： 作用于山墙上的风荷载、吊车纵向水平荷载、 纵向地震力等。 2）减少柱在平面外的计算长度。 3) 保证厂房的纵向刚度。
1.结构形式和结构布置
柱间支撑的形式： 下层柱间 支撑的形式
(a)单层十字形；(b)人字形；(c)门形; (d)双层十字形
上层柱间 支撑的形式
(a)十字形； (b)人字形； (c)V字形
1.结构形式和结构布置
屋架外形及腹杆形式
桁架是指由直杆在端部相互连接而组成的格子 式结构。桁架中的杆件大部分情况下只受轴线 拉力或压力。应力在截面上均匀分布，桁架用 料经济，结构的自重小，易于构成各种外形以 适应不同的用途 。 在工业与民用房屋建筑中，当跨度比较大时用 梁作屋盖的承重结构是不经济的，这时都要用 桁架 。

侧面角焊缝旳最大计算长度
侧面角焊缝在弹性阶段沿长度方向受力不均匀，两端大中 间小。焊缝越长，应力集中越明显。
若焊缝长度合适，两端点处旳应力到达屈服强度后，继续 加载，应力会渐趋均匀。
若焊缝长度超出某一限值时，有可能首先在焊缝旳两端破 坏，故一般要求侧面角焊缝旳计算长度
lw≤60hf 当实际长度不小于上述限值时，其超出部分在计算中不予 考虑。
优点 塑性和韧性很好，传力可靠，质量易于检验，对主 体金属旳材质质量要求低。 缺陷 减弱截面，费钢费工，要求技工技术水平高，劳动 条件差。
螺栓连接：在被连接件上钻孔，装上螺杆、拧紧螺帽进 行连接，经过螺杆或连接件间旳摩擦承受荷载，有一般 螺栓连接和高强度螺栓连接两种。
N
一般螺栓连接 一般螺栓分为A、B、C三级。 A与B级为精制螺栓，C级为粗制螺栓。 A级和B级螺栓材料性能等级则为5.6级或8.8级。 C级螺栓材料性能等级为4.6级或4.8级。
焊缝质量等级及选用
《钢构造设计规范》（GB50017--2023）中，对焊 缝质量等级旳选用有如下要求：
(1)需要进行疲劳计算旳构件中，垂直于作用力方向旳横
向对接焊缝受拉时应为一级，受压时应为二级。
(2)在不需要进行疲劳计算旳构件中，凡要求与母材等强
旳受拉对接焊缝应不低于二级；受压时宜为二级。
(3)重级工作制和起重量 Ｑ＞５０ｔ旳中级工作制吊车梁 旳腹板与上翼缘板之间以及吊车桁架上弦杆与节点板之间 旳Ｔ形接头焊透旳对接与角接组合焊缝，不应低于二级。
若内力沿侧面角焊缝全长分布，例如焊接梁翼缘板与腹板 旳连接焊缝，计算长度可不受上述限制。
角焊缝旳最小计算长度 焊脚尺寸大而长度较小时，焊件旳局部加热严重，焊缝 起灭弧所引起旳缺陷相距太近，以及焊缝中可能产生旳 其他缺陷(气孔、非金属夹杂等)，使焊缝不够可靠。 搭接连接旳侧面角焊缝，假如焊缝长度过小，因为力线 弯折大，会造成严重应力集中。 为了使焊缝能够具有一定旳承载能力，侧面角焊缝或正 面角焊缝旳计算长度不得不大于8hf和40mm。

（5）单层房屋和露天构造旳温度区段长度（伸缩缝旳间距），当 不超出教材表4-1旳数值时，可不考虑温度应力和温度变形旳影响。
第二节 连接构造
1.焊缝连接构造
(1）焊缝金属宜与主体金属相适应 ,当不同强度旳钢材连 接时，可采用与低强度钢材相适应旳焊接材料。根据试验， Q235钢和Q345钢钢材焊接时，若用E50×× 焊条，焊缝强度比 用E43××焊条提升不多，另外，从连接旳韧性和经济性方面 考虑，所以设计时可采用E43××焊条。
图4-3 梁支承于柱顶旳铰接连接
图4-4 梁支承于柱侧旳铰接连接
铰接柱脚只传递轴心压力和剪力。剪力一般由底板与 基础表面旳摩擦力传递。当此摩擦力不足以承受水平剪力时， 应在柱脚底板下设置抗剪键如教材图4-7所示，抗剪键可用 方钢、短Т形钢或H型钢做成。
2.梁与梁旳连接构造
(1）梁旳拼接 梁旳拼接分为工厂拼接和工地拼接两种。
横向加劲肋旳尺寸和构造应按局部稳定旳有关要求采用。
大型实腹式柱或格构式柱，除在受有较大水平力处设 置横隔外，还应在运送单元旳端部应设置横隔（即加宽旳横 向加劲肋），横隔旳间距不得不小于柱截面较大宽度旳9倍 和8m。横隔可用钢板或交叉角钢做成。
图4-2 柱旳横隔
(3）梁与柱旳连接形式和构造
1)梁与柱旳铰接连接 2)梁与柱旳刚性连接
(3）在高强度螺栓连接范围内，构件接触面旳处理措施 应在施工图中阐明。
(4）螺栓或铆钉旳距离应符合教材表2-5旳要求。 (5）c级螺栓与孔壁间有较大空隙，不宜用于较主要旳
连接，宜用于沿其杆轴方向受拉旳连接。
(6）对直接承受动力荷载旳一般螺栓受拉连接应采用双 螺帽或其他能预防螺帽松动旳有效措施，如：弹簧垫圈、螺 杆和螺帽焊死等措施。
图4-12 组合梁旳工厂拼接

根据建设部97建标字第108号文的要求， 国家标准《钢结构设计规范》1997年开始进 行全面修订。规范修订组总结了原GBJ17-88 规范存在的问题与不足，针对近年来建筑钢 结构快速发展的市场背景，吸收了国内外最 新研究成果，数易其稿，完成了新的《钢结 构设计规范》GB50017。
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条 强制性条文 “ 承重结构采用的钢材应具有抗拉强度、伸长率、屈服强度和硫、磷含量的
合格保证，对焊接结构尚应具有碳含量的合格保证。 焊接承重结构以及重要的非焊接承重结构采用的钢材还应具有冷弯试验的合
格保证。” 本条对用于承重结构的钢材应具有的强度、塑性、韧性等力学性能和化学成
分等合格保证项目作出了规定。
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条 新增，此条为有关内力分析的设计原则，“对
>0.1的框架结构（一
般指无支撑纯框架结构），宜采用二阶弹性分析”。此处N为所计算楼层各柱
轴压力之和N；Hu为所计算楼层及以上各层水平力之和；h为所计算楼层的高度；
u为所计算H楼层 h按一阶分析的层间侧移，当确定是否满足以上条件时可用位移容
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第3章 基本 设计规定
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3.1 设计原则
• 本节包括4条强制性条文，即： 条 强制性条文
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：
1 承载能力极限状态包括：构件和连接 的强度破坏、疲劳破坏和因过度变形而不适 于继续承载，结构和构件丧失稳定，结构转 变为机动体系和结构倾覆。
第1章 总 则
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• 本章总条数不变，但其中三条作了修改。 • 增加提到与有关规范的关系，如《建筑结构可
靠度设计统一标准》、《建筑结构荷载规范》、 《冷弯薄壁型钢结构技术规范》、抗震规范 （包括《建筑抗震设计规范》、《构筑物抗震 设计规范》、《中国地震动参数区划图》）等。 但因防火问题是在构造要求中规定的，故与防 火规范的关系在第8章条中提到。

2 2 l t oy l 5 . 1 b /t 1 yz 2 4 . 4 b 17 2
4）不等边双角钢，短边相并
b1/t≤0.56loy/b1时
lyz ly
2 2
t l oy 3 . 7 b /t 1 b1/t>0.56loy/b1时 l 1 yz 4 . 7 b 52 1
(3)12层以上支撑
6，7度： l 120 235 /f y 8度： 9度：
l 90235 /f y
l 60235 /f y
(4)12层以下支撑 6，7度：压杆 l 拉杆 l 200 235 /f 150 235 /f y y
N 240 a ( 1a )
N 有m道间距基本相等支撑，每根撑杆轴力 F b m 30 (m1 )
（2）支撑多根柱时
N 0 . 4 i ( 0 . 6 ) 在柱中央附近设置一道支撑，支撑力 F bn 60 n 各柱压力相同时 F N ( 0 . 6 n 0 . 4 ) bn 60
第５章 轴心受力构件和拉弯、压 弯构件的计算
5.1
5.1.1条 度，未变
轴心受力构件
轴心受拉构件和轴心受压构件的强
N f An
5.1.2条 实腹式轴心受压构件的稳定性应按下式计算(不变)：
N f A
式中 ——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。
式中
——轴心受压构件的稳定系数，应根据构件长细比l、

i
b i t i3
扇性几何特性
B—扇性极点，Mo —扇性零点
扇性坐标
B ds
0
s
扇性静矩
S tds