中国钢结构设计与规范的变迁

中国钢结构设计与规范的变迁

摘要：中国虽然早期在铁结构方面有卓越的成就，但长期停留于铁制建筑物的水平。直

到19世纪末，我国才开始采用现代化钢结构。新中国成立后，我国的钢结构设计规范经历了几个阶段的发展，比如74规范TJ17—74、88规范GBJ17—88和03规范GB50017—2003。目前新规范已基本完成对03规范的修订工作，即将颁布。

关键词：钢结构；设计规范；规范修订

正文：

一、钢结构简介

钢结构是由钢制材料组成的结构，是主要的建筑结构类型之一。结构主要由型钢和钢板等制成的钢梁、钢柱、钢桁架等构件组成，各构件或部件之间通常采用焊缝、螺栓或铆钉连接。因其自重较轻，且施工简便，广泛应用于大型厂房、场馆、超高层等领域。

二、中国钢结构设计规范简述

中国虽然早期在铁结构方面有卓越的成就，但长期停留于铁制建筑物的水平。直到19世纪末，我国才开始采用现代化钢结构。新中国成立后，钢结构的应用有了很大的发展，不论在数量上或质量上都远远超过了过去。轻钢结构的楼面由冷弯薄壁型钢架或组合梁、楼面OSB结构板，支撑、连接件等组成。所用的材料是定向刨花板，水泥纤维板，以及胶合板。在这些轻质楼面上每平方米可承受316～365公斤的荷载。

我国的钢结构设计规范经历了几个阶段的发展，比如74规范TJ17—74、88规范GBJ17—88和03规范GB50017—2003。目前新规范已基本完成对03规范的修订工作，即将颁布。

三、中国钢结构设计规范简史

1、74规范：我国第一部正规的钢结构设计规范

旧中国，我们没有自己的钢结构设计规范。1954年，当时的建工部颁布了新中国第一本钢结构设计规范——《钢结构设计规范》试行草案规结—4—54。这本规范的内容等同于前苏联的1946年规范。

1956年，当时的国家建委提出改用前苏联55规范——《钢结构设计标准及技术规范》HиTy121—55，并指出，该规范“有必要在我国推广使用，但暂时还不能作为我国正式的设计规范“。

1960年起，我国组织力量，开始编制我们自己的规范，先后出了5稿。后来遇上文革，1966年工作停顿，文稿丢失。

70年代初，国家下决心编制自己的规范，解决设计规范的空白。由于原负责编制的单位解散，资料散失，一切从头开始。

这次调集了包括设计、科研和高校的各方人员，拨发了充足的试验经费和必要的钢材指标，集中力量从事规范的课题研究。由当时的冶金部北京钢铁设计院负责牵头主编，期间完成了大量理论分析和试验研究工作，仅轴压构件就做了107根试件的试验。

74规范采用容许应力法，是一种半概率、半经验的极限状态法。受弯构件，虽然规范有部分内容与原用的苏联规范相同，但轴压构件、压弯构件的稳定系数都不同于原苏联规范，体现了自己的研究成果。规范以重型钢结构厂房为对象，并结合当时情况，增加了圆钢、小角钢轻型结构，还有三肢式格构柱压杆的计算。

74规范不仅解决了设计规范的有无问题，还为我国钢结构基本性能的研究打下了良好的基础，培养了一批钢结构人才，具有深远的影响，是我国钢结构技术史上的一块里程碑。

2、88规范

88规范采用《建筑结构设计统一标准》规定的以概率理论为基础的用分项系数表达的极限状态设计方法。疲劳计算仍采用容许应力法，但以压力幅准则代替了以前的应力比准则，增加了塑性设计、钢管结构和钢与砼组合梁三章内容。

88规范对74规范做了较全面的修订，反应出当时国内钢结构领域的发展水平，体现了向国际接轨，吸收了新技术成果。轴压柱子曲线由一根改为三根，压弯构件的稳定计算由单项式改为多项式，增加了多层框架柱计算长度系数，钢材方面增加了390级的15MnV钢，高强螺栓方面增加了承压型高强螺栓连接。

3、03规范

03规范引进了如二阶分析、屈曲后强度等先进技术，进一步适应钢结构的应用和扩展。

在钢材方面增加了Q420钢，柱子曲线上增加了厚壁压杆的d类φ曲线，给出了单轴对称弯扭屈曲的计算公式。增加了大跨度屋盖结构设计和构造要求、寒冷地区抗脆断的构造要求，增加了方管桁架。

4、新规范

经过10几年的发展，钢结构设计出现了很多新问题，03规范已不能适应行业发展，钢结构行业急需经济合理、安全可靠的新规范。

据此，新规范主要做了以下工作：

1)重新构思规范的总体框架，使其成为能直接应用于设计的规范。

2)修订和补充了多项原规范内容。

材料自成一章，增加了Q460钢和Q345GJ钢，并对钢材的抗力分项系数做了全面修订。

受弯构件修订了稳定计算公式，区分了焊接梁和轧制梁的稳定系数，使前者安全、后者合理，并使稳定计算与强度计算接轨。

3)增加了直接分析法和钢结构抗震性能化设计内容。

但因种种原因，虽然对03规范的修订已经基本完成，但是迟迟未正式实施。和大家的心情一样，我们都在期盼新的钢结构设计规范的颁布实施。

四、中国钢结构设计规范的展望

钢结构的设计规范是随着时代的进步而有所不同的。随着时代的变迁，很多老规范已经不再适用于新的建筑建设。总的来说，一切都是为了让钢结构行业有更加经济合理、安全可靠建

设，所以其设计规范在一定的时间就应该梳理修订，这样才能保证我国钢结构行业的可持续发展。希望中国钢结构的未来越来越明朗！

参考文献：

1、王珊．钢结构（第三版）．北京：中国建筑工业出版社，1997-8：2-3

2、沈炎祖国，中国《钢结构设计规范》的发展历程，建筑结构学报第31卷第6期，2010-6