钢结构设计规范理解与应用-崔佳概要
钢结构设计规范理解与应用PDF
钢结构设计规范理解与应用PDF篇一：GB50017_钢结构设计规范钢结构设计规范GB50017-2003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。
电子工业厂房建筑结构设计
电子工业厂房建筑结构设计摘要：作为现代工业，电子工业迅猛发展，规模不断扩大，其厂房结构设计受到越来越多的重视。
由于钢结构的突出特点，电子工业厂房大量采用钢材。
本文首先了解工业厂房的设计理念，再对厂房设计的各个方面进行了探讨。
关键词：电子工业；设计理念；钢材；防锈；保温；防火Abstract: as the modern industry, electronic industry rapid development, and continues to expand the scale of the factory building structure design is more and more attention. As the steel structure of the outstanding characteristics, electronic industrial workshop adopt a large number of steel. This paper first of all know industrial plant design concept, again to plant design of each were discussed.Keywords: electronic industry; Design concept; Steel; Antirust; Heat preservation; Fire prevention引言由于钢结构具有突出的特点，其在电子工业厂房中的应用越来越广。
其特点有：其整体刚度和抗震性能好、施工速度快、自重轻、承载力高，在大跨度及超高层建筑中代替了钢筋混凝土结构，但也存在着防火性能差、易腐蚀等缺点，在设计中根据其特点扬长避短才能更好地发挥钢结构的作用，现在就钢结构工业厂房在设计中的几个问题作简单阐述。
1、电子工业厂房设计理念随着现代建筑的改变，电子工业厂房设计除了考虑功能的实用性，还应赋予建筑以科技化，人性化，多元话的特性，使电子工业厂房不仅满足其使用功能，也能体现工业建筑的艺术美，赋予了现代工业建筑新的设计理念。
钢与混凝土组合梁
件和施工费用。
（４）组合梁的挠度计算（主要是考虑滑移效应的
折减刚度的计算方法）。
11.2 一般规定
压型钢板上现浇混凝土翼板并通过抗剪连接件
与钢梁连接组合成整体后，钢梁与楼板成为共 同受力的组合梁结构。 组合梁的组成及其工作原理 压型钢板组合梁通常由三部分组成，即： 钢筋混凝土翼板、抗剪连接件、钢梁。
钢与混凝土组合梁
重庆大学土木工程学院 崔 佳
11.1 组合梁的应用和发展
组合梁的应用开始于本世纪（20世纪）20年
代 ，我国从50年代开始开展组合梁的研究和应用。
最初主要用于桥梁结构，自80年代以来，由于在多 层及高层建筑中更多地采用了钢结构，使得组合梁 在建筑结构领域也得到了长足的发展。 在设计方法方面，大约在60年代以前，组合梁
正弯矩作用下，组合梁的塑性中和轴可能位于钢
筋混凝土翼板内，也可能位于钢梁截面内，计算时分
两种情况考虑。
（1）当塑性中和轴位于混凝土受压翼板内 ，即
Afbcehcfc时：
M bce xfc y
Af x bce f c
（2）当塑性中和轴位于钢梁截面内即Af > bcehcfc 时:
M bce hc f c y Ac f y1
梁或钢筋混凝土连续梁，其弯矩重分布的程度较高，
且在正常使用极限状态弯矩重分布就有很大发展。 因此，计算混凝土翼板中纵向钢筋时，应当考虑弯 矩重分布的影响。 由荷载效应标准组合计算的负弯矩区钢筋应力
可以按下式计算：
M k yr r I
由纵向钢筋与钢梁形成的钢截面的惯性矩
Mk—由荷载效应标准组合计算的截面负弯矩：
中假定钢梁与混凝土翼板有可靠连接，能保证钢筋
应力的充分发挥，忽略混凝土抗拉强度的贡献。
重庆大学 钢结构基本原理 崔佳 课后答案
A
N
y
1500 10 3 9289 .9mm 2 92.9cm 2 f 0.751 215
2
选用 232 a ， A 97cm ， iy 12.44cm 验算整体稳定性：
y
查得： y 0.805
l0 y iy
750 60.3 150 12.44
x
lox 800 44 [ ] 150 ix 18.2
y
loy iy
800 76.9 [ ] 150 10.4
因对 x 轴和 y 轴 值均属 b 类，故由长细比的较大值 y 76.9 查表得 ＝0.7077 。
N 5000 10 3 195.5N / mm 2 f 205N / mm 2 2 A 0.7077 361.4 10
N
y
A
1500 10 3 192 N mm 2 f 215 N mm 2 0.805 97 10 2
批改要点：本题由于没有给出缀板间距，只可以验算绕实轴稳定，较为简单 （页面不够请敷页） 助教（签名） ： 主讲教师（签名） ： 时间： 时间：
作业答案和批改要点
（第 2 次作业） ------------------------------------------------------课程名称：钢结构设计原理 主讲教师：罗明德 助教：李志富
10N / 13 10 1350 10 3 179.1N / mm2 f 205N / mm 2 An 13 5800
强度亦满足要求。 （ 3） 验 算 拼 接 板 的 强 度 （ 2－ 2 截 面 强 度 肯 定 够 ， 只 验 算 3－ 3 截 面 ） A n =40 × 1.2 × 2 － 5 × 2.2 × 2 × 1.2 ＝ 69.6cm
钢结构设计规范理解与应用-崔佳
对重屋面由于增加了以永久荷载为主的组合，不再提高屋面活荷载。
02
2.吊车的卡轨力
原规范参考苏联规范，对重级工作制吊车梁，将荷载规范规定的横向水平荷载乘以增大系数以考虑由吊车摆动引起的横向水平力（即卡轨力，荷载规范只规定了小车的制动力），现改为按下式计算：
HK= Pkmax
式中，Pkmax为吊车轮压标准值；系数＝0.1（一般软钩吊车），0.15(抓斗、磁盘吊车)和0.2（硬钩吊车）。卡轨力不与横向水平力同时考虑，此外，与吊车工作制及连接无关。
屈服点
抗拉强度
手工焊焊条 E43××——适用于Q235； E50××——适用于Q345； E55××——适用于Q390、Q420。
××表示焊接电源种类及药皮类型，见表2.11、2.12。
1
2
2.4 钢结构的连接材料
2. 自动（半自动）埋弧焊的焊丝与焊剂 焊丝： H08A Q235 H08MnA H08MnA Q345 焊剂：431型 H10MnSi H10MnSi Q390、Q420 H08Mn2Si 选用原则：焊缝金属的力学性能不低于母材。
普通低合金钢：
钢材的质量等级 分A、B、C、D、E级（E级仅用于Q345、Q390、Q420等低合金钢）。 钢材的基本保证项目： 抗拉强度、屈服点、伸长率； 化学成分：硫、磷、锰、碳（Q235-A不作交货条件）； 冷弯试验、冲击韧性（+20、0、-20）。 第（3）项A级钢不保证，必要时可附加冷弯试验的要求。
第2章 材 料
单击此处添加文本具体内容，简明扼要地阐述你的观点
PART TWO
较高的抗拉强度及屈服点；
较高的塑性和韧性；
良好的工艺性能（冷加工、热加工、可焊性）。
2.1 钢结构对材料的要求
剪应力对钢结构塑性设计的影响
剪应力对钢结构塑性设计的影响郭殿申1，王雪梅2 ，林珑11辽宁工程技术大学土木工程学院，阜新（123000） 2沈阳航空职业技术学院材料工程系，沈阳（124010）E-mail ：gds781005@摘 要：根据钢结构塑性设计基本原理及畸变能屈服准则建立理论模型，分析剪应力对固端梁塑性弯矩的影响，说明剪应力使塑性弯矩降低的程度和梁的荷载类型及梁的高跨比等因素有关。
然后通过实验数据验说明理论模型的正确性。
关键词：钢结构，塑性设计，剪应力，全塑性弯矩1. 引言超静定梁截面出现塑性铰后仍能继续承载，并且随着荷载的增大，塑性铰发生转动，结构内力产生重分布。
钢结构塑性设计就是利用内力塑性重分布，以充分发挥材料的潜力，达到节约材料的目的。
塑性设计的概念在20世纪初期就已经提出了，世界上许多国家和地区的规范或设计文件中，都对塑性设计作了反映。
我国GB50017规范也专门列出“塑性设计”一章，并指出：不直接承受动荷载的固端梁、连续梁以及由实腹构件组成的单层和两层框架结构，可采用塑性设计。
可见，钢结构塑性设计已经在全球范围内得到了重视。
2. 钢结构塑性设计及其适用条件2.1钢结构塑性设计基木原理简述钢结构的塑性设计，就是考虑一定数目的截面形成了塑性铰，使结构为机构而引起破坏，以此作为承载力极限状态进行设计。
即首先要确定结构破坏时所能承担的荷载——极限荷载。
然后将极限荷载除以荷载系数得出容许荷载。
并以此为依据进行设计[2]。
为了确定极限荷载，必须考虑材料的塑性变形，进行结构的极限分析(或塑性分析)。
所谓极限分析，就是对结构在变成机构前的变形不加考虑，直接计算极限荷载。
2.2钢结构塑性设计的适用条件由于我国尚缺乏塑性设计方面的实践经验，因而现行《钢结构设计规范》（GB 50017—2003）与《钢结构设计规范》( GBJ17- 88)规定[4]：1)塑性设计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。
《钢结构设计规范》学习指导§1-2
《钢结构设计规范》（GB50017—2003）学习指导第四章 受弯构件的计算§4.1 强度计算 一 规范原文4.1.1 在主平面内受弯的实腹构件（考虑腹板屈曲后强度者参见本规范第4.4.1条），其抗弯强度应按下列规定计算：f W M W M nyy y nx x x≤+γγ （4.1.1）式中 M x 、M y ——同一截面处绕x 轴和y 轴的弯矩（对工字形截面：x 轴为强轴，y轴为弱轴）；W nx 、W ny ——对x 轴和y 轴的净截面模量；x γ、y γ——截面塑性发展系数；对工字形截面，05.1=x γ，20.1=y γ；对箱形截面,05.1==y x γγ；对其他截面，可按表5.2.1采用；f ——钢材的抗弯强度设计值。
当梁受压翼缘的自由外伸宽度与其厚度之比大于y f /23513而不超过y f /23515时，应取0.1=x γ，y f 为钢材牌号所指屈服点。
对需要计算疲劳的梁，宜取0.1==y x γγ。
4.1.2 在主平面内受弯的实腹构件（考虑腹板屈曲后强度者参见本规范第4.4.1条），其抗剪强度应按下式计算：v wf It VSr ≤=（4.1.2） 式中 V ——计算截面沿腹板平面作用的剪力；S ——计算剪应力处以上毛截面对中和轴的面积矩；I ——毛截面惯性矩； t w ——腹板厚度；f v ——钢材的抗剪强度设计值。
4.1.3 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：f l t Fzw c ≤=ψσ （4.1.3-1）式中 F ——集中荷载，对动力荷载应考虑动力系数；ψ——集中荷载增大系数；对重级工作制吊车梁，35.1=ψ；对其他梁，0.1=ψ；l z ——集中荷载在腹板计算高度上边缘的假定分布长度，按下式计算： R y z h h a l 25++= （4.1.3-2） a ——集中荷载沿梁跨度方向的支承长度，对钢轨上的轮压可取50mm ； h y ——自梁顶面至腹板计算高度上边缘的距离； h R ——轨道的高度，对梁顶无轨道的梁h R =0； f ——钢材的抗压强度设计值。
钢结构(第三版)戴国欣主编
第二章 钢结构的材料
四、冷弯性能 冷弯性能是检验钢材适应冷加工（常温下加工） 的能力和显示钢材内部缺陷状况的一项指标 冷弯性能是考察钢材在复杂应力状态下发展塑性 变形能力的指标 冷弯性能由冷弯试验确定
19 2.3 钢材的主要性能
第二章 钢结构的材料
钢材物理性能指标 弹性模量 E 206 10 3 N mm 2 泊松比
6钢材的疲劳二常幅疲劳计算?????????采用页表类按类别分为参数根据构件和连接应力循环次数常幅疲劳的容许应力幅力取负值拉应力取正值压应力中的最小拉应力或压应计算部位每次应力循环值中的最大拉应力取正计算部位每次应力循环力对焊接部位为应力幅2
钢结构
1
钢结构设计原理 ————————
参考资料
1：《钢结构》，陈绍蕃主编，中国建筑工业出版社，2003。 2：《钢结构》，刘声扬主编，武汉工业大学出版社，1992。 3：《钢结构设计原理》，王肇民主编，同济大学出版社，1991。 4：《钢结构》，周绥平主编，武汉工业大学出版社，1997。 5：《钢结构疑难释义》，刘声扬主编，武汉工业大学出版社，1993。 6：《钢结构构件的稳定》，孙绍文主编，冶金工业出版社，1993。 7：《建筑钢结构设计》，王肇民主编，同济大学出版社，2001。 8：《钢结构设计规范理解与应用》，崔佳等编著，中国建筑工业出版 社，2003。 9：《钢结构设计规范》GB50017—2003。 10：《冷弯薄壁型钢结构技术规程》GB50018—2002。
25 2.4 各种因素对钢材主要性能的影响
第二章 钢结构的材料
二、冶金缺陷
常见的冶金缺陷有偏析、非金属夹杂、气孔、裂纹等。
偏析——化学成分分布的不均匀程度。
三、加荷速度
加荷速度高，钢材屈服点提高，呈脆性。因此， 1．材性试验要求缓慢加载 2．要考虑动荷载对结构的不利影响
gb7《钢结构设计规范》
钢材类型
根据用途和性能要求，钢材可分为碳素 结构钢、低合金高强度结构钢和优质碳 素结构钢等。
VS
钢材规格
钢材规格包括厚度、宽度、长度等，不同 规格的钢材适用于不同的结构和工程要求 。
焊接方法与要求
焊接方法
钢结构常用的焊接方法有电弧焊、电阻焊、激光焊等，根据材料类型和厚度选 择合适的焊接方法。
焊接要求
环保和可持续性
考虑使用可回收、可再利用的环保材料，以及低 能耗、低排放的制造工艺。
结构分析原则
01
精确建模和分析
建立准确的数学模型，运用适当 的分析方法和工具进行结构分析 。
02
考虑多种工况和载 荷组合
在分析过程中充分考虑各种可能 的工况和载荷组合，以确保结构 的安全性和稳定性。
03
验证和优化
通过实验或数值模拟方法验证分 析结果的准确性，并根据需要进 行优化设计。
连接构造应满足结构安 全性和稳定性要求，并 能够承受各种工况下的 荷载。
02
连接构造应根据具体情 况进行设计，包括连接 方式、材料和尺寸等。
03
连接构造应考虑施工方 便，尽量减少现场安装 难度。
04
连接构造应考虑防腐和 防火要求，确保结构的 安全性和耐久性。
06
钢结构防腐与防火
防腐措施与要求
01
特点
该规范具有权威性、科学性、实用性 、可操作性，对提高钢结构设计质量 、确保结构安全、促进技术进步和产 业发展具有重要作用。
适用范围
该规范适用于新建、改建和扩建的工 业与民用建筑钢结构设计，不适用于 有特殊要求的钢结构设计，如核电站 、石油化工等。
该规范适用于钢结构的材料、设计计 算、构造要求、制作、运输、安装和 验收等全过程的设计工作。
钢结构生产线布置及应用
钢结构生产线布置及应用摘要：随着公司钢结构产品订单量的增多，公司现有钢结构生产线已不能满足生产订单需求。
本文以锅炉钢架工程为例，介绍了新增钢结构生产线加工生产工序以及人员配置要求，简要介绍了配置的设备及相应的费用预算。
关键词：钢结构；生产工艺；设备配置一、概况1.1前言为达到我公司钢构月产400吨的产能目标，梳理我公司现有钢构生产能力，并对新建钢构生产线进行规划。
二、现状调查2.1现阶段生产情况分析以在制的南管锅炉钢架工程为例，目前我公司由3个班组加工锅炉钢架产品，分别是角铁班，铁板班、焊接班。
其中角铁班负责小规格H型钢（HN200，HN300）及槽钢的下料、压印、钻孔，铁板班负责大规格H型钢的下料、组装，焊接班负责焊接、矫正。
锅炉钢架产品主要分为H型钢件（柱、梁）和槽钢件（支撑），工件的结构不算复杂，但整体刚性较大，对孔位精度要求高且不允许冲孔；锅炉钢架还有一个特点是采用了非正方体格构结构，因此工件的重复性低，属于典型的单件加工类型。
锅炉钢架产品的生产工序和工艺详见下表H型钢（柱、梁）2.2工时定额分析2.2.1 工序基本时间各工序基本时间统计见表32.2.2 工序辅助时间现有加工场地分散，工序转运距离长，是影响辅助时间的最大因素；组装场地狭窄，工件布置、装夹定位、堆放不便，占用辅助时间的比重也很大。
相比基本时间，现有条件下很难精确测算辅助时间，本方案以辅助时间为20%估算。
表3 各工序基本时间统计表2.3人员配备目前各工序生产人员及主要设备配备情况见表4 表4 各工序人数与设备配置表152.4产能分析根据工序基本时间统计表（表3），按产品构成选择数量、规格最多的HN596×199×10×15，HN200×100×5.5×8，槽钢三种规格进行测算。
详见表5所示：表5 产能测算表从上表测算数据推算，槽钢类： 11.54小时/吨， 2.24小时/件；H型钢类：HN200×100×5.5×8 -15.7小时/吨，1.28小时/件；HN596×199×10×15 -5.16小时/吨，3.57小时/件。
钢结构角焊缝强度计算与匹配分析
σN
≤βf
f
w f
(2)
式中 ,σN
=
N he l
w
;βf
为正面角焊缝的强度增大系数
,
βf =
3 2
= 1122 。这里 σN 为σ⊥ 与τ⊥ 的合力 。对
于两侧对称角焊缝 lw = 2 l 。式 (2) 即为正面角焊缝
强度计算的基本计算公式[3 ,4 ] 。
he
=
f
βf
B u
f
lB
w f
l
t
w
由于采用两条焊缝 , lw = 2 lB 。将 he = 017 hf 、f wu =
3
f
w f
及
lw
=
2 lB 带入上式中 ,
f
B u
其中 β =
2 3
βf
。
令
f
w u
/
f
B u
=
M , M 即为焊缝金属屈服强度与母
材屈服强度比 ,即焊缝金属与母材强度匹配系数 。
则
hf
=
β
t M
(3)
对于正面角焊缝β = 110 。
由式 3 可知等强度设计条件下 ,若焊件厚度给
图 4 焊脚尺寸与匹配系数的关系
当 M 为定值时 , t - hf 为直线关系 ,1/ M 为直 线斜率 (图 5) 。由图中可以看出 ,对于同一 t 值 ,随着 M 取值的减小 , hf 增大 ;随着 t 值的增大 ,不同 M 对 应的 hf 差值也将增大 。由焊缝的截面形状可知 ,角 焊缝截面面积与 hf2 成正比 。因此当选择较小 M 值 时 ,焊缝的截面积将成几何级数增大 。焊材的使用 量 、焊接工时 、能源消耗及焊接应力和焊接变形都将 相应增大 。对于一般中低强度钢的焊接用高匹配时 焊缝断裂韧性也比较好 。而对于高强钢 ,由于其低应 力脆断的特性 ,应考虑综合反映强度塑性的韧性匹 配 。由于角焊缝工艺的要求 , 其尺寸不能过大或过 小 ,因此 M 也存在合理取值范围 。
(完整版)钢结构基本原理(戴国欣版)
第二章 钢结构的材料
2.1 钢结构对材料的要求
较高的强度 足够的变形能力。即塑性、韧性好。 良好的加工性能（包括冷加工、热加工和可焊性）
《钢结构设计规范》GB50017-2003规定：
承重结构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。需要验算疲劳的焊接结构的钢材，应具有 常温或负温冲击韧性的合格保证。对需要验算疲劳的非焊接结 构的钢材应具有常温冲击韧性的合格保证。
社，2003。 9：《钢结构设计规范》GB50017—2003。 10：《冷弯薄壁型钢结构技术规程》GB50018—2002。
2
钢结构设计原理 ————————
主要内容
1：绪论 2：钢结构的材料 3：钢结构的连接 4：轴心受力构件 5：受弯构件 6：拉弯和压弯构件
3
钢结构设计原理 ——————————
钢结构设计原理
Theory of Steel Structure
1
钢结构设计原理 ————————
参考资料
1：《钢结构》，陈绍蕃主编，中国建筑工业出版社，2003。 2：《钢结构》，刘声扬主编，武汉工业大学出版社，1992。 3：《钢结构设计原理》，王肇民主编，同济大学出版社，1991。 4：《钢结构》，周绥平主编，武汉工业大学出版社，1997。 5：《钢结构疑难释义》，刘声扬主编，武汉工业大学出版社，1993。 6：《钢结构构件的稳定》，孙绍文主编，冶金工业出版社，1993。 7：《建筑钢结构设计》，王肇民主编，同济大学出版社，2001。 8：《钢结构设计规范理解与应用》，崔佳等编著，中国建筑工业出版
钢结构设计规范2003
钢结构设计规范2003钢结构设计规范是指钢结构设计过程中需要遵循的标准和规范。
以下是一份关于钢结构设计规范的示例，约1000字。
一、总则1. 本规范适用于钢结构的设计、计算和施工。
2. 设计应满足结构的安全性、经济性和可靠性要求。
3. 钢材料选用应符合现行国家标准。
4. 施工应符合相关施工工艺标准，确保工程质量。
二、基本原则1. 结构设计应满足结构强度、刚度和稳定性的要求。
2. 设计应充分考虑结构的使用寿命和抗震性能。
3. 结构的设计应符合建筑、火灾和环境保护的要求。
4. 钢结构设计应与其他建筑结构有机地结合。
三、荷载及组合1. 采用国家规定的荷载标准进行设计计算。
2. 荷载组合应满足结构的安全性和可靠性要求。
3. 荷载计算应合理分布，考虑荷载的概率和影响范围。
4. 荷载计算应包括正常使用荷载、临时加载以及特殊荷载。
四、构件设计1. 钢构件的设计应满足结构受力要求，包括受力状态和材料性能。
2. 构件的尺寸应满足结构的稳定性和刚度要求。
3. 焊接和螺栓连接应符合相应技术标准，确保连接的可靠性。
4. 构件的防腐措施应考虑结构的使用环境和要求。
五、基础设计1. 基础设计应满足结构的承载能力要求。
2. 基础设计应充分考虑地下水位、土质条件和地震要求。
3. 基础设计应采用合理的基础形式和尺寸。
六、施工技术要求1. 施工应按照设计要求进行，确保结构的质量和安全。
2. 施工过程中应遵循相应的工艺规范和操作规程。
3. 施工现场应符合相关的安全和环保要求。
4. 施工中如果发现质量问题或设计不合理应及时报告并采取补救措施。
七、检验与验收1. 钢结构的质量检验应按照国家标准进行。
2. 钢结构的验收应符合现行验收规范。
3. 检验与验收工作应有专业人员进行，确保工程质量和安全。
总之，钢结构设计规范是保证钢结构工程质量和安全的重要依据，设计人员和施工人员在设计和施工过程中应严格遵守相关规范要求，保障钢结构的安全可靠性。
考虑理想失效模式型钢混凝土框架优化
ｆ １ 厂］ ｆ１ 、 、 ＼ 、 ＼ ｆ１ ｆ１ 、 、
（ １ ） （） ２ 圆 （ ４ ） （） ５
厂（ ９ ） （０ １）
本文提 出的优化方法 主要 通过 以下 步骤实 现 ： ① 建立优化模型 ； 通过 Ａ Ｓ Ｓ建立 参数化 模型 ； 利 ② ＮＹ ③ 用遗传算法进行优化 。 １ １ 失效模式讨论 ．
５ ６
低
温 建
筑 技
术
２１ ０２年第 ７ （ 期 总第 １９ ） ６期
考 虑 理 想 失效 模 式 型钢 混凝 土框 架优 化
童军福 ， 刘 琳 ， 周鸿霖
（ 安建筑科技大学土木工程 学院 ． 西安 西 ７０Ｓ １ １ ０ ５
【 摘
要 】 型钢混凝 土构 件因具有承载力大 、 刚度大 、 构件 截面尺 寸小 、 良好 的延性 以及较 好滞 回特 性及 耗
钢混凝土结构优化设 计研究有很大前途。
近年来发 生 的一系 列破 坏 性地 震造 成 了惨重 的
人员伤亡和 巨大的经 济损失 ， 究怎样使 结构在 地震 研 作用下 由非 理想 的 整 体倒 塌 失 效模 式 式 （ 发 生突 如
然， 或对应低临界荷载值等 ） 向理想模式 （ 如有征兆地
５ ７
失效模式 ， 下一 节将讨论 怎样 达到此理想 失效模 式 。 Ｏ Ｅ Ｓ Ｅ 建模 分析 ： ＰＮ Ｅ Ｓ 模型结构简 图见 图 ３ 。
位移 ；
．
为地面 到框 架第 ｉ 的高度和框架 结构 层
．
总高度 ；
为第 ｉ ， 层 第 根 梁的损伤值 。
１ ４ 约束条件 ．
型 钢混凝 土结构 因其 良好 的受力 性能 及 变形性 能越来越 被广 泛应用 ， 学者对 于型 钢混凝 土结构受力 性能及失效模 式的研究 越来越 多且越来 越深入 ， 对 可 于其机构优化方面 的研 究少之 甚少 ， 见将来对 于型 可
钢结构新规范讲座 崔佳图文PPT课件
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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。
钢结构稳定问题的特点及应该注意的几个问题
钢结构稳定问题的特点及应该注意的几个问题李 艳,杨顺生,崔育家(西南交通大学环境工程学院,四川成都610031) 【摘 要】 首先提出钢结构设计中的稳定性设计的重要性,接着简单介绍稳定问题应该明确稳定的多样性、整体性、相关性并引用现行设计规范中的有关稳定性的相关条文规定,结合实际的简单例子最后提出了稳定设计需要注意的问题。
在论述过程中较详细地分析了规范中相关条文的根据及其合理性,对从事钢结构设计人员对规范的较深层的理解和正确应用有一定的借鉴作用。
【关键词】 钢结构; 设计稳定; 多样性; 整体性; 相关性; 截面分类; 长度系数 【中图分类号】 TU31112 【文献标识码】 A 稳定问题是钢结构设计中的一个突出问题。
对稳定问题处理不好,将会造成巨大的不该有的损失。
建筑结构用钢具有很大的塑性变形能力,当结构因抗拉强度不足而破坏时,破坏前呈现较大的变形。
但是当结构因受压稳定性不足而破坏时,可能在失稳前只有很小的变形,呈脆性破坏。
1 稳定设计首先应该明确稳定的多样性、整体性和相关性 (1)多样性。
轴心受压的弯曲失稳是最常见的屈曲形式,但是它并不是唯一的失稳形式,还有可能出现扭转和弯扭等多种失稳形式。
一般来说,凡是截面的形心和弯心(即剪切中心)相重合的杆件其弯曲屈曲和扭转屈曲是不会耦合的。
但是当截面形心和弯心不重合时,如果是单轴对称截面,则绕对称轴失稳时,弯曲和扭转会耦合,出现弯扭屈曲。
而绕非对称轴失稳时,不会发生扭转耦合,出现弯曲屈曲。
对于扭转屈曲来说,热轧型钢和钢板焊接而成的受压构件,由于板件的厚度比较大,所以对于H形和工字形截面,一般来说都是绕弱轴弯曲屈曲的临界力低于扭转屈曲的临界力。
十字形截面只要局部稳定有保证,也就不会出现扭转失稳问题。
至于冷弯薄壁型钢,虽然壁薄和扭转刚度小,但是这种截面几乎都是形心和弯心不相重合的单轴对称截面,所以不会出现单纯的扭转屈曲。
因此《钢结构设计规范》(G B50017 -2003)中没有对轴心受压杆单纯的扭转屈曲做出规定。
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钢结构设计规范对结构或构件承载能力的计算一 般采用应力表达式。根据《建筑结构荷载规范》，当 按承载能力极限状态设计钢结构时，对于基本组合， 内力设计值应从由可变荷载效应控制的组合和由永久 荷载效应控制的组合中取最不利值考虑。钢结构自重 较小，一般是由可变荷载效应控制设计，只有当采用 钢筋混凝土楼面（或屋面）板或有积灰的屋盖结构以 及特殊情况才有可能由永久荷载控制设计。对荷载效 应的偶然组合，本规范参照统一标准只作出了原则性 的规定，具体的设计表达式及各项系数应符合专门规 范的规定。
称长度）10d或L150mm（按较小值）；d 或L较大 者为B 级螺栓。
粗制螺栓—— C级 分4.6级和4.8级。
4. 高强度螺栓 高强度螺栓的性能等级：8.8级、10.9级。
大六角头螺栓
扭剪型高强度螺栓 （10.9级）
第3章 基本设计规定
3.1 设计原则
1. 设计方法
承载能力极限状态和正常使用极限状态是结构或构 件设计及计算的依据，钢结构设计一般采用概率极限状 态设计方法。但由于现阶段对疲劳计算的可靠度理论问 题尚未解决，所以钢结构的疲劳强度计算只能沿用传统 的按弹性状态计算的“容许应力幅”的设计方法，容许 应力幅是根据试验结果得到，故应采用荷载标准值 进行计算。另外，疲劳计算中采用的计算数据大部分是 根据实测应力或疲劳试验所得，已包含了荷载的动力影 响，亦不再乘动力系数。
1.手工焊焊条 E43××——适用于Q235； E50××——适用于Q345； E55××——适用于Q390、Q420。 ××表示焊接电源种类及药皮类型，见表2.11、
2.12。
2. 自动（半自动）埋弧焊的焊丝与焊剂ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
焊丝： H08A
Q235
H08MnA
H08MnA
Q345
焊剂：431型
H10MnSi
第2章 材 料
2.1 钢结构对材料的要求
1.较高的抗拉强度及屈服点； 2.较高的塑性和韧性； 3.良好的工艺性能（冷加工、热加工、可焊性）。
2.2 钢材的种类和牌号
1. 规范推荐的钢材牌号 普通碳素钢：Q235 (相当于旧标准的3号钢) 普通低合金钢：
Q345 ( 相 当 于 旧 标 准 的 16Mn 、 12MnV 、 14MnNb 16MnRE、18Nb)
对于其它特殊的建筑钢结构，其安全等级应根据具体 情况另行确定。如对于跨度等于或大于60m的大跨度结构 则宜取为一级。
特点： a. 降低含硫量（仅为一般钢材的1/5或以下）； b. 提高截面收缩率（Z15、Z25、Z35） 我国建筑抗震设计规范和建筑钢结构焊接技术 规程中均规定厚度大于40mm时应采用厚度方向性能 钢材。
（3）“优质碳素结构钢” GB699
（4）“桥梁用结构钢” GB/T714
（5）“锅炉用碳素钢和低合金钢” GB713
规范规定：设计文件中应注明“采用的钢材牌 号，连接材料的型号(或钢号)和对钢材所要求的力学 性能、化学成分及其它的附加保证项目。此外，还 应注明所要求的焊缝形式、焊缝质量等级、端面刨 平顶紧部位及对施工的其它要求。”
钢结构设计文件中应注明的这些内容与保证工 程质量密切相关，因此将本条确定为强制性条文。
Q390 ( 相 当 于 旧 标 准 的 15MnV 、 15MnTi 、 16MnNb)
Q420 (旧标准的15MnVN、14MnVTiRE)
钢材的质量等级 分A、B、C、D、E级（E级仅用于Q345、Q390、 Q420等低合金钢）。 钢材的基本保证项目： （1）抗拉强度、屈服点、伸长率； （2）化学成分：硫、磷、锰、碳（Q235-A不作交 货条件）； （3）冷弯试验、冲击韧性（+20、0、-20）。 第（3）项A级钢不保证，必要时可附加冷弯试验 的要求。
（6）”船体用结构钢” GB712
（7）“压力容器用钢板” GB6654
（ 8 ） “ 耐 侯 钢 ” —〈 高 耐 侯 性 结 构 钢 〉
GB/T4171
〈焊接结构用耐侯钢〉GB/T4171
（9）“钢铸件用钢” GB11352
符号：ZG-200-400、ZG-270-570
屈服点
抗拉强度
2.4 钢结构的连接材料
《钢结构设计规范》 理解与应用
重庆大学土木工程学院 崔 佳
第1章 概 述
1.1《钢结构设计规范》的历史
解放初期： Н ИТУ 1- 46 1955年： Н ИТУ 121- 55 1974年： TJ 17- 74 1988年： GBJ 17-88 2003年: GB50017
1.2 设计文件中对材料质量的要求
H10MnSi
Q390、Q420
H08Mn2Si
选用原则：焊缝金属的力学性能不低于母材。
3. 普通螺栓
精制螺栓—— A、B级 普通螺栓的A、B级，根据现行国家标准GB578286，其材料不是3号钢，而是5.6级、8.8级和10.9级等。
A、B 级螺栓都是以前的“精制螺栓”，质量
标准要求相同。A级螺栓用于d 24mm和L（螺栓公
2. 钢结构的安全等级
按照现行国家标准《建筑结构可靠度设计统一标准》 的规定，对破坏后果很严重的重要的房屋，安全等级为一 级；对破坏后果严重的一般的房屋，安全等级为二级。
由于《统一标准》是对各设计规范的统一指导，不可 能针对各种结构规范给出具体建议。本规范根据对我国已 建成的建筑物采用概率统计方法分析的结果，一般工业与 民用建筑钢结构，按照《统一标准》的分级标准，安全等 级多为二级，故规定可取为二级。
规范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。
“ 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。”
2. 其他可选用或代用的钢材 （1）“高层建筑结构用钢板” YB4104
特点： a. 降低硫、磷含量和焊接碳当量； b. 提高屈服点、缩小其波动范围； c. 提高冲击功、增加弯曲试验； d. 保证厚度方向性能到Z35（数字为厚度方向 截面收缩率%）。
（2）“Z向钢” GB/T 5313 厚板容易出现层状撕裂，这对沿厚度方向受拉的
接头来说是很不利的，因而需要采用厚度方向性能 钢材。