GB50017-2017(完整版本,含条文说明).pdf

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  • 钢结构设计标准,2017.12.12发布,2018.7.1实施

    本标准的主要内容是:1.总则;2.术语和符号;3.基本设计规定;4.材料;5.结构分析与稳定性设计;6.受弯构件;7.轴心受力构件;8.拉弯、压弯构件;9.加劲钢板剪力墙;10.塑性及弯矩调幅设计;11.连接;12.节点;13.钢管连接节点;14.钢与混凝土组合梁;15钢管混凝土柱及节点;16.疲劳计算及防脆断设计;17.钢结构抗震性能化设计;18.钢结构防护等。

    或结构在荷载作用下能整体保持利

    计算板件屈曲后极限强度时,将承受非均匀分布极限应力的 板件宽度用均匀分布的屈服应力等效,所得的折减宽度。

    商业标准2.1.10 有效宽度系数

    板件有效宽度与板件实际宽度的比值, 2.1.11计算长度系数effectivelengthratio 与构件屈曲模式及两端转动约束条件相关的系数

    计算稳定性时所用的长度,其值等于构件在其有效约束点间 的几何长度与计算长度系数的乘积,

    2. 1. 13 长细比 slenderness rat

    在轴心受压构件的整体稳定计算中,按临界力相等的原则, 将格构式构件换算为实腹式构件进行计算,或将弯扭与扭转失稳 换算为弯曲失稳计算时,所对应的长细比。

    1.15支撑力nodal bracing for

    在为减少受压构件(或构件的受压翼缘)自由长度所设置的 则向支撑处,沿被支撑构件(或构件受压翼缘)的屈曲方向,作 用于支撑的侧向力。

    利用节点和构件的抗弯能力抵抗荷载的结构。

    bracing structure

    在梁柱构件所在的平面内,沿斜向设置支撑构件,以支撑轴 向刚度抵抗侧向荷载的结构。

    2.1.19强支撑框架framebracedwithstrongbracin

    设计为只承受轴向力而不考虑侧向刚度的柱子

    设计为只承受轴向力而不考虑侧向刚度的柱子,

    2.1.21 节点域 panel zone

    框架梁柱的刚接节点处及柱腹板在梁高度范围内上下边设有 加劲肋或隔板的区域

    2.1.22球形钢支座

    钢球面作为支承面使结构在支座处可以沿任意方向转动的铰 接支座或可移动支座,

    2.1.23钢板剪力墙

    设置在框架梁柱间的钢板,用以承受框架中的水平剪力。

    2. 1.24 主管 chord memb

    钢管结构构件中,在节点处连续贯通的管件,如桁架中的 弦杆。

    钢管结构中,在节点处断开并与主管相连的管件,如桁架中 与主管相连的腹杆。

    两支管的趾部离开一定距离的管节点。

    .1.29空间管节点multiplan

    overlapjoint

    welded section

    由混凝土翼板与钢梁通过抗剪连接件组合而成的可 的梁。

    P一高强度螺栓的预拉力; R一支座反力; V剪力。

    2. 2. 2 计算指标

    ho 腹板的计算高度; I 毛截面惯性矩; It 自由扭转常数; I. 毛截面扇性惯性矩; I. 净截面惯性矩; 大 截面回转半径; 1 长度或跨度; li 梁受压翼缘侧向支承间距离;螺栓(或铆钉) 受力方向的连接长度; lw 焊缝的计算长度; 1 集中荷载在腹板计算高度边缘上的假定分布 长度 S 毛截面面积矩; t 板的厚度; ts 加劲肋的厚度; tw 腹板的厚度; W 毛截面模量; W. 净截面模量; W, 塑性毛截面模量; Wnp 塑性净截面模量。

    2. 2. 4计算系数及其他

    1、.K2 构件线刚度之比; nf 高强度螺栓的传力摩擦面数目; n 螺栓或铆钉的剪切面数目; αE 钢材与混凝土弹性模量之比; αe 梁截面模量考虑腹板有效宽度的折减系数; αf 疲劳计算的欠载效应等效系数; I 考虑二阶效应框架第i层杆件的侧移弯矩增大 α; 系数; B 非塑性耗能区内力调整系数

    3.1.4钢结构的安全等级和设计使用年限应符合现行国家

    调整,但不得低于三级

    3.1.5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,应考虑荷载效应的标准组合。 3.1.6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;计算疲劳时,应采用荷载标准值。 3.1.7对于直接承受动力荷载的结构:计算强度和稳定性时, 动力荷载设计值应乘以动力系数;计算疲劳和变形时,动力荷载 标准值不乘动力系数。计算吊车梁或吊车桁架及其制动结构的疲 劳和挠度时,起重机荷载应按作用在跨间内荷载效应最大的一台 起重机确定。

    3.1.8预应力钢结构的设计应包括预应力施工阶段和使用阶段

    的各种工况。预应力索膜结构设计应包括找形分析、荷载分析及 裁剪分析三个相互制约的过程,并宜进行施工过程分析。 3.1.9结构构件、连接及节点应采用下列承载能力极限状态设 计表达式: 1持久设计状况、短暂设计状况:

    2地震设计状况: 多遇地震

    式中:%一 结构的重要性系数:对安全等级为一级的结构构件 不应小于1.1,对安全等级为二级的结构构件不应 小于1.0,对安全等级为三级的结构构件不应小 于0.9; S一一承载能力极限状况下作用组合的效应设计值:对持

    k. 构构件的净承载力物你推值: YRE—承载力抗震调整系数,应按现行国家标准《建筑抗 震设计规范》GB50011的规定取值。

    3.1.12.钢结构设计文件应注明所采用的规范或标准、建筑 设计使用年限、抗震设防烈度、钢材牌号、连接材料的型号 钢号)和设计所需的附加保证项目。

    3.1.13·.钢结构设计文件应注明螺栓防松构造要求、端面刨平项 紧部位、钢结构最低防腐蚀设计年限和防护要求及措施、对施工 的要求。对焊接连接,应注明焊缝质量等级及承受动荷载的特殊 沟造要求;对高强度螺栓连接,应注明预拉力、摩擦面处理和抗 骨移系数;对抗震设防的钢结构,应注明焊缝及钢材的特殊要求。

    3.1.14抗震设防的钢结构构件和节点可按现行国家标

    .1:14:抗震设防的钢结构构件和节点可按现行国家标准《建筑 抗震设计规范》GB50011或《构筑物抗震设计规范》GB50191 的规定设计,也可按本标准第17章的规定进行抗震性能化设计。

    钢结构体系的选用应符合下列

    1:在满足建筑及工艺需求前提下,应综合考虑结构合理性、 环境条件、节约投资和资源、材料供应、制作安装便利性等 因素;

    2常用建筑结构体系的设计宜符合本标准附录A的规

    3.2.2钢结构的布置应符合下列规定:

    3.2.2钢结构的布置应符合下列

    1:应具备竖向和水平荷载传递途径; 2:应具有刚度和承载力、结构整体稳定性和构件稳定性; 3:应具有余度,避免因部分结构或构件破坏导致整个结 勾体系丧失承载能力: 4:隔墙、外围护等宜采用轻质材料。 3.2.3:施工过程对主体结构的受力和变形有较大影响时,应进 行施工阶段验算

    3.2.3:施工过程对主体结构的受力和变形有较大影响时,:应进 行施工阶段验算

    稳定性以及连接的强度时,应考虑由起重机摆动引起的横向水平 力,.此水平力不宜与荷载规范规定的横向水平荷载同时考虑。作 用于每个轮压处的横向水平力标准值可按下式计算:

    式中: Pk,max 起重机最大轮压标准值(N); 系数,对软钩起重机,取0.1;对抓斗或磁盘 &

    3.3.3屋盖结构考虑悬挂起重机和电动葫芦的荷载时,在同 跨间每条运动线路上的台数:对梁式起重机不宜多于2台,对电 动葫芦不宜多于1台。 3.3.4计算冶炼车间或其他类似车间的工作平台结构时,由检 修材料所产生的荷载对主梁可乘以0.85,柱及基础可乘以0.75。 3.3.5在结构的设计过程中,当考虑温度变化的影响时,温度 的变化范围可根据地点、环境、结构类型及使用功能等实际情况 确定。当单层房屋和露天结构的温度区段长度不超过表3.3.5的 数值时,般情况下可不考虑温度应力和温度变形的影响。单层 房屋和露天结构伸缩缝设置宜符合下列规定: 1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无桥式起重机房屋的柱间支撑和有桥式起重机房屋吊车 梁或吊车架以下的柱间支撑,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柱间 支撑的中点)至温度区段端部的距离不宜大于表3.3.5纵向温度 区段长度的60%; 3当横向为多跨高低屋面时,表3.3.5中横向温度区段长 度值可适当增加; 4当有充分依据或可靠措施时,表3.3.5中数字可予以 增减。

    表3.3.5温度区段长度值(m)

    续表 3. 3. 5

    结构或构件变形及舒适度的规定

    3.4.1结构或构件变形的容许值宜符合本标准附录B的规定。 当有实践经验或有特殊要求时,可根据不影响正常使用和观感的 原则对本标准附录B中的构件变形容许值进行调整 3.4.2计算结构或构件的变形时,可不考虑螺栓或铆钉孔引起 的截面削弱。 3.4.3横向受力构件可预先起拱,起拱大小应视实际需要而定 可取恒裁标准估加/2活裁标准值所产生的找度值当仅为改美

    3.4.3横向受力构件可预先起拱,起拱大小应视实际需要

    可取恒载标准值加1/2活载标准值所产生的挠度值。当仅为改善 外观条件时,构件挠度应取在恒荷载和活荷载标准值作用下的挠 度计算值减去起拱值

    3.4.5高层民用建筑钢结构舒适度验算应符合现行行业标准

    3.4.5高层民用建筑钢结构舒适度验算应符合现行

    《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ:99的规定

    3.5截面板件宽厚比等级

    3.5.1进行受弯和压弯构件计算时,截面板件宽厚比等级及限 值应符合表3.5.1的规定,其中参数α。应按下式计算:

    3.5.1进行受弯和压弯构件计算时,截面板件宽厚比等级及限

    Omax Omin Omax

    式中:0max 腹板计算边缘的最大压应力(N/mm); Omin 腹板计算高度另二边缘相应的应力(N/mm) 压应力取正值,拉应力取负值,

    表3.5.1压查和受弯构件的截面板件宽厚比等级及限值

    3.5.2当按本标准第17章进行抗震性能化设计时,支撑截面板 件宽厚比等级及限值应符合表3.5.2的规定

    3.5.2当按本标准第17章进行抗震性能化设计时,支撑截面板

    3.5.2当按本标准第17章进行抗震性能化设计时,支撑截面机

    表3.5.2支撑截面板件宽厚比等级及

    注:w为角钢平直段长度。

    4.1.1钢材宜采用Q235、:Q345、Q390、Q420、Q460和 Q345GI钢,其质量应分别符合现行国家标准《碳素结构钢 GB/T700、《低合金高强度结构钢》GB/T1591和《建筑结构用 钢板》GB/T19879的规定。结构用钢板、热轧工字钢、槽钢、 角钢、H型钢和钢管等型材产品的规格、外形、重量及充许偏 差应符合国家现行相关标准的规定

    4.1.2焊接承重结构为防止钢材的层状撕裂而采用向钢

    其质量应符合现行国家标准《厚度方向性能钢板》GB/T51 的规定。

    4.1.3:处于外露环境,且对耐腐蚀有特殊要求或处于侵蚀性介 责环境中的承重结构,可采用Q235NH、Q355NH和Q415NH 牌号的耐候结构钢,其质量应符合现行国家标准《耐候结构钢》 GB/T 4171 的规定。

    工程用铸造碳钢件》GB/T11352的规定,焊接结构用铸钢件 质量应符合现行国家标准《焊接结构用铸钢件》GB/T7659 规定。

    4.1.5当采用本标准未列

    家标准《建筑结构可靠度设计统二标准》:GB50068进行统 析,研究确定其设计指标及适用范围

    4.2·连接材料型号及标准

    4.2.1::钢结构用焊接材料应符合下列规定:

    .2.1钢结构用焊接材料应符合下列规定: 1手工焊接所用的焊条应符合现行国家标准《非合金钢及

    4.2.1钢结构用焊接材料应符合下列规定:

    1 手工焊接所用的焊条应符合现行国家标准《非合金钢及

    细晶粒钢焊条》:GB/T5117.的规定,:所选用的焊条型号应与主 体金属力学性能相适应; 2自动焊或半自动焊用焊丝应符合现行国家标准《熔化焊 用钢丝》GB/T14957、《气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊 丝》GB/T8110、《碳钢药芯焊丝》GB/T10045、《低合金钢药 芯焊丝》GB/T17493的规定; 3埋弧焊用焊丝和焊剂应符合现行国家标准《理弧焊用碳 钢焊丝和焊剂》:GB/T5293、《埋弧焊用低合金钢焊丝和焊剂》 GB/T12470的规定

    4.2.2.钢结构用紧固件材料应符合下列规定

    4.3.1结构钢材的选用应遵循技术可靠、经济合理的原则,综 合考虑结构的重要性、荷载特征、结构形式、应力状态、连接方 法、工作环境、钢材厚度和价格等因素,选用合适的钢材牌号和 材性保证项目

    4.3.2承重结构所用的钢材应具有屈服强度、抗拉强度、断后

    伸长率和硫、磷含量的合格保证,对焊接结构尚应具有碳当量的 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 应具有冷弯试验的合格保证;对直接承受动力荷载或需验算疲劳 的构件所用钢材尚应具有冲击韧性的合格保证。

    4.3.3钢材质量等级的选用应符合下列规定:

    钢材质量等级的选用应符合下列

    1A级钢仅可用于结构工作温度高于0℃的不需要验算疲 劳的结构,且Q235A钢不宜用于焊接结构。 2需验算疲劳的焊接结构用钢材应符合下列规定: 1)当工作温度高于0℃时其质量等级不应低于B级: 2)当工作温度不高于0℃但高于20℃时,Q235、Q345 钢不应低于C级,Q390、Q420及Q460钢不应低于D 级; 3)当工作温度不高于一20℃时,Q235钢和Q345钢不应 低于D级,Q390钢、Q420钢、Q460钢应选用E级。 3需验算疲劳的非焊接结构,其钢材质量等级要求可较上 述焊接结构降低一级但不应低于B级。吊车起重量不小于50t的 中级工作制吊车梁,其质量等级要求应与需要验算疲劳的构件 相同。 4.3.4工作温度不高于一20℃的受拉构件及承重构件的受拉板 材应符合下列规定: 1所用钢材厚度或直径不宜大于40mm,质量等级不宜低 于C级;

    4.3.4工作温度不高于一20℃的受拉构件及承重构件的受拉板 材应符合下列规定: 1所用钢材厚度或直径不宜大于40mm,质量等级不宜低 于C级; 2当钢材厚度或直径不小于40mm时,其质量等级不宜低

    4.3.4工作温度不高于一20℃的受拉构件及承重构件的受拉板

    于D级; 3重要承重结构的受拉板材宜满足现行国家标准《建筑结 构用钢板》GB/T19879的要求

    4.3. 5 在 T 形、十字形和

    度不小于40mm且沿板厚方向有较高撕裂拉力作用,:包括较高 约束拉应力作用时,该部位板件钢材宜具有厚度方向抗撕裂性能 即乙向性能的合格保证,其沿板厚方向断面收缩率不小于按现 行国家标准:《厚度方向性能钢板》GB/T5313规定的Z15级充 许限值。钢板厚度方向承载性能等级应根据节点形式、板厚、熔 深或焊缝尺寸、焊接时节点拘束度以及预热、后热情况等综合 确定。

    4.3.6采用塑性设计的结构及进行弯矩调幅的构件,

    钢材应符合下列规定: 1屈强比不应大于 0. 85; 2钢材应有明显的屈服台阶,且伸长率不应小于20%。 4.3.7钢管结构中的无加劲直接焊接相贯节点,其管材的屈强 比不宜大于0.8:与受拉构件焊接连接的钢管,当管壁厚度大于 25mm且沿厚度方向承受较天拉应力时,应采取措施防正层状 撕裂。

    8连接材料的选用应符合下列

    1焊条或焊丝的型号和性能应与相应母材的性能相适应 其熔敷金属的力学性能应符合设计规定,且不应低于相应母材标 准的下限值; 2对直接承受动力荷载或需要验算疲劳的结构,以及低温 环境下工作的厚板结构,宜采用低氢型焊条; 3连接薄钢板采用的自攻螺钉、钢拉铆钉(环槽铆钉)、射 钉等应符合有关标准的规定

    4.3.9锚栓可选用Q235、Q345、Q390或强度更高的

    质量等级不宜低于B级。工作温度不高于20℃时GBT标准规范范本,锚栓尚应 满足本标准第 4. 3. 4 条的要求。

    4.4.1钢材的设计用强度指标,应根据钢材牌号、厚度或直径 按表 4.4.1 采用。

    表中直径指实芯释材直径, 厚度系指计: 算点的钢材或钢管壁厚度,对轴心 受拉和轴心受压构件系指截面中较厚板件的厚度; 2冷弯型材和冷弯钢管,其强度设计值应按国家现行有关标准的规定采用。

    4.4.2:建筑结构用钢板的设计用强度指标,可根据钢材牌号 厚度或直径按表4.4.2采用

    表4.4.2建筑结构用钢板的设计用强度指标(N/mm)

    4.4.3,,结构用无缝钢管的强度指标应按表4.4.3采用

    4.4.3..结构用无缝钢管的强度指标应按表4.4.3采用。

    档案标准表4.4.3结构用无缝钢管的强度指标(N/mm

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