UDC 中华人民共和国国家标准 GB GB50017-2003 钢结构设计规范 Code for design of steel structures 潸游鉴omuooHNNo3 2003-04-25发布 2003-12-01实施 中华人民共和国建设部 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局联合发布 第1页
第 1 页 @ 筑 龙 网 www.zhulong.com 《钢结构设计规范 》 条文说明 资料编号：GB 50017-2003-SM @ UDC 中华人民共和国国家标准 P GB 50017━2003 钢结构设计规范 Code for design of steel structures 2003-04-25 发布 2003-12-01 实施 中华人民共和国建设部 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 联合发布
中华人民共和国国家标准 钢结构设计规范 GB50017-2003 条文说明 潸游鉴omuooHNNo3
第 2 页 @ 筑 龙 网 www.zhulong.com 《钢结构设计规范 》 条文说明 资料编号：GB 50017-2003-SM @ 中华人民共和国国家标准 钢 结 构 设 计 规 范 GB 50017 —2003 条 文 说 明
目录 1总则 2术语和符号 3基本设计规定.7 4受弯构件的计算. 31 5轴心受力构件和拉弯、压弯构件的计算 6疲劳计算. 7连接计算 8构造要求 9塑性设计 135 10钢管结构 140 11钢与混凝土组合梁 154 潸游鉴omuooHNNo3
第 3 页 @ 筑 龙 网 www.zhulong.com 《钢结构设计规范 》 条文说明 资料编号：GB 50017-2003-SM @ 目 录 1 总 则...........................................................4 2 术语和符号.........................................................6 3 基本设计规定.......................................................7 4 受弯构件的计算....................................................31 5 轴心受力构件和拉弯、压弯构件的计算 ................................50 6 疲劳计算..........................................................82 7 连接计算..........................................................89 8 构造要求.........................................................112 9 塑性设计.........................................................135 10 钢管结构........................................................140 11 钢与混凝土组合梁................................................154
1总则 1.0.1本条是钢结构设计时应遵循的原则 1.0.2本条明确指出本规范仅适用于工业与民用房屋和一般构 筑物的普通钢结构设计,不包括冷弯薄壁型钢结构 1.0.3本规范的设计原则是根据现行国家标准《建筑结构可靠度 设计统一标准》(B50068的规定修订的 1.0.4本条提出设计中应具体考虑的一些注意事项。 1.0.5本条提出在设计文件(如图纸和材料订货单等)中应注明 的一些事项,这些事项都是与保证工程质量密切相关的。其中钢 材的牌号应与有关钢材的现行国家标准或其他技术标准相符:对 钢材性能的要求,凡我国钢材标准中各牌号能基本保证的项目可 不再列出,只提附加保证和协议要求的项目,而当采用其他尚未形 成技术标准的钢材或国外钢材时,必须详细列出有关钢材性能的 各项要求,以便按此进行检验。而检验这些钢材时,试件的数量不 应小于30个。试验结果中屈服点的平均值p乘以试验影响系数 2(对Q235类钢可取0.9,对Q345类钢可取0.93)与钢材标准 中屈服点∫规定值的比值A4/f,不宜小于1.09(对Q235类 钢)和1.11(Q345类钢),变异系数6M=√()2+(/P1)2不 宜大于0.066,式中δ可取0.011,a为屈服点试验值的标准差。 对符合上述统计参数的钢材,且其尺寸的误差标准不低于我国相 应钢材的标准时,即可采用本规范规定的钢材抗力分项系数》k。 焊缝的质量等级应根据构件的重要性和受力情况按本规范第 7.1.1条的规定选用。对结构的防护和隔热措施等其他要求亦应 苔邓OuOOHNNO0 在设计文件中加以说明。 1.0.6对有特殊设计要求(如抗震设防要求,防火设计要求等)和
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在特殊情况下的钢结构(如高耸结构、板壳结构、特殊构筑物以及 受有高温、高压或强烈侵蚀作用的结构等)尚应符合国家现行有关 专门规范的规定。 潸游鉴omuooHNNo3
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2术语和符号 本章所用的术语和符号是参照我国现行国家标准《工程结构 设计基本术语和通用符号》GB132和《建筑结构设计术语和符号 标准》B/T50083的规定编写的,并根据需要增加了一些内容。 2.1术语 本规范给出了32个有关钢结构设计方面的专用术语,并从钢 结构设计的角度赋予其特定的涵义但不一定是其严密的定义 所给出的英文译名是参考国外某些标准拟定的,亦不一定是国际 上的标准术语。 2.2符号 本规范给出了151个常用符号并分别作出了定义这些符号 都是本规范各章节中所引用的 2.2.1本条所用符号均为作用和作用效应的设计值,当用于标准 值时,应加下标k,如Q、表示重力荷载的标准值。 潸游鉴omuooHNNo3 第6页
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3基本设计规定 3.1设计原则 3.1.ⅠGiBJ17-88规范采用以概率理论为基础的极限状态设计 法,其中设计的目标安全度是按可靠指标校准值的平均值上下浮 动0.25进行总体控制的(有关设计理论参见全国钢委编《钢结构 研究论文报告选集》第二册,李继华、夏正中:钢结构可靠度和概率 极限状态设计)。 遵照《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068,本规范继续 沿用以概率理论为基础的极限状态设计方法并以应力形式表达的 分项系数设计表达式进行设计计算,但设计目标安全度指标不再 允许下浮0.25,即设计各种基本构件的目标安全度指标不得低于 校准值的平均值。根据《建筑结构荷载规范》(B50009的修订内 谷以及现有的可统计资料所做的分析,本规范所涉及的钢结构基 本构件的设计目标安全度总体上符合GB50068要求(详见《土木 工程学报》2003第4期,戴国欣等:结构设计荷载组合取值变化及 其影响分析) 关于钢结构连接,试验和理论分析表明,GB1788采用的 转化换算处理方式是合理可行的(参见《建筑结构学报》1993年第 6期,戴国欣等:钢结构角焊缝的极限强度及抗力分项系数;《工业 建筑》997年第6期,曾波等:高强度螺栓连接的可靠性评估) 本规范钢结构连接的计算规定满足概率极限状态设计法的要求 潸OuooNNo03 关于钢结构的疲劳计算,由于疲劳极限状态的概念还不够确 切,对各种有关因素研究不够,只能沿用过去传统的容许应力设计 法,即将过去以应力比概念为基础的疲劳设计改为以应力幅为准 的疲劳强度设计 页
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3.L.2承载能力极限状态可理解为结构或构件发挥允许的最大 承载功能的状态。结构或构件由于塑性变形而使其几何形状发生 显著改变,虽未到达最大承载能力,但已彻底不能使用,也属于达 到这种极限状态 正常使用极限状态可理解为结构或构件达到使用功能上允许 的某个限值的状态。例如,某些结构必须控制变形、裂缝才能满足 使用要求,因为过大的变形会造成房屋内部粉刷层剥落,填充墙和 隔断墙开裂,以及屋面积水等后果,过大的裂缝会影响结构的耐久 性,同时过大的变形或裂缝也会使人们在心理上产生不安全感觉。 3.1.3建筑结构安全等级的划分,按《建筑结构可靠度设计统 标准》GB50068的规定应符合表1的要求。 表1建筑结构的安全等级 安全等级 破坏后果 建筑物类型 很严重 重要的房屋 二级 严重 般的房屋 三级 不严重 次要的房屋 注:1对特殊的建筑物.其安全等级应根据具体情况另行确定。 2对抗震建筑结构·其安全等级应符合国家现行有关规范的规定。 对一般工业与民用建筑钢结构,按我国已建成的房屋,用概率 设计方法分析的结果,安全等级多为二级但对跨度等于或大于 60m的大跨度结构(如大会堂、体育馆和飞机库等的屋盖主要承 重结构)的安全等级宜取为一级 3.1.4荷载效应的组合原则是根据《建筑结构可靠度设计统一标 准》GB50068的规定,结合钢结构的特点提出来的。对荷载效应 潸游鉴omuooHNNo3 的偶然组合,统一标准只作出原则性的规定,具体的设计表达式及 各种系数应符合专门规范的有关规定。对于正常使用极限状态 钢结构一般只考虑荷载效应的标准组合,当有可靠依据和实践经 验时,亦可考虑荷载效应的频遇组合。对钢与混凝土组合梁,因需 页
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考虑混凝土在长期荷载作用下的蠕变影响,故除应考虑荷载效应 的标准组合外,尚应考虑准水久组合(相当于原标准GBJ6884 的长期效应组合)。 3.1.5根据《建筑结构叮靠度设计统一标准》B5068,结构或 构件的变形属于正常使用极限状态,应采用荷载标准值进行计算 而强度、疲劳和稳定属于承载能力极限状态,在设计表达式中均考 虑了荷载分项系数,采用荷载设计值(荷载标准值乘以荷载分项系 数)进行计算、但其中疲劳的极限状态设计目前还处在研究阶段 所以仍沿用原规范(BJ17-88按弹性状态计算的容许应力幅的 设计方法,釆用荷载标准值进行计算。钢结构的连接强度虽然统 计数据有限.尚无法按可靠度进行分析,但已将其容许应力用校准 的方法转化为以概率理论为基础的极限状态设计表达式(包括各 种抗力分项系数)、故采用荷载设计值进行计算 3.1.6结构或构件的位移(变形)属于静力计算的范畴.故不应乘 动力系数;而疲劳计算中采用的计算数据多半是根据实测应力或 通过疲劳试验所得,已包含了荷载的动力影响,故亦不再乘动力系 数。因为动力影响和动力系数是两个不同的概念。 在吊车梁的疲劳计算中只考虑跨间内起重量最大的一台吊车 的作用是因为根据大量的实测资料统计,实际运行中吊车梁的最 大等效应力幅常低于设计中按起重量最大的一台吊车满载和处于 最不利位置时算得的最大计算应力幅 将吊车梁及吊车桁架的挠度计算由过去习惯上考虑两台吊车 改为明确规定按起重量最大的一台吊车进行计算的原则符合正常 使用的概念,并和国外大多数国家相同,亦满足了跨间内只有一台 潸游鉴omuooHNNo3 吊车的情况 3.2荷载和荷载效应计算 3.2.结构重要性系数y。应按结构构件的安全等级、设计工作 寿命并考虑工程经验确定。对设计工作寿命为25年的结构构件
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大体上属于替换性构件,其叮靠度可适当降低,重要性系数可按经 验取为0.95 在现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009中,将屋面均 布活荷载标准值规定为0.5kN/m2,并注明“对不同结构可按有关 设计规范将标准值作0.2kN/m2的增减”。本规范参考美国荷载 规范ASCE7-95的规定,对支承轻屋面的构件或结构,当受荷的水 平投影面积超过60m2时,屋面均布活荷载标准值取为0.3kN/m2。 这个取值仅适用于只有一个可变荷载的情况,当有两个及以上可 变荷载考虑荷载组合值系数参与组合时(如尚有灰荷载),屋面活 荷载仍应取0.5kN/m2,否则,将比原规范降低安全度(因为原荷 载规范规定无风组合时不考虑荷载组合值系数) 3.2.2本条对原规范中关于吊车横向水平荷载的增大系数a进 行了修改(详见“重级工作制吊车横向水平力计算的建议”赵熙元, 《钢结构》992年第2期)。该系数源出于前苏联《冶金工厂重级 L作制厂房钢结构设计技术条件》TY-104-53。但在1972年及以 后的前苏联钢结构设计规范中已不再使用a系数,而在建筑法规 《荷载及其作用》CHH∏Ⅱ-6-74中,对重级工作制吊车的侧向力 不论计算吊车梁或连接均统一规定为T≈0.1PA(PH为吊车最 大轮压的标准值),并认为TH的作用方向是可逆的,且不与小车 的制动力同时考虑。这种将吊车的横向水平力(俗称卡轨力,下 同)与吊车轮压成正比的表达方式和德国的研究成果是一致的,理 论上亦比较合理.日本1998年规范也是这样考虑的。因为卡轨力 与吊车主动轮的牵引力成正比,而牵引力又与轮压成正比。原规 范的表达方式似乎卡轨力仅与小车制动力有关,这在概念上是有 问题的,因为制动力是由小车制动而产生,卡轨力则在大车运行时 uooHNO803 发生,两者的起因截然不同。另外,对没有小车的特殊吊车(如桥 式螺旋式卸车机)按原规范就算不出卡轨力,显然很不合理, 要精确计算卡轨力是十分困难的,世界各国所采用的计算方 法都是半经验半理论性的。目前,欧、美及日本各国在计算卡轨力 第10页
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