《钢结构设计规范》(GB50017)修订内容介绍

　　2提要简要回顾了现行钢结构设计规范邱1788在使用过程中遇到的些问，并简要介绍了该规范修订版50017的主要修订内容，具体包括材料设计原则受弯构件计算轴心受压构件计算压弯构件计算疲劳计算连接计算构造要求塑性设计钢管结构钢与混凝土组合梁等。

　　新规范有十章七个附录，按工程建设标准编写规定的要求，增加了第章术语和符号，但将原规范第章的材料并入了第章，故章数与原规范相同。在附录中增加了构件变形限值的内容以及桁架节点板的稳定计算，取消了单位换算关系螺栓有效截面和梁腹板局部稳定的计算等项，故*终比原规范减少了个附录。通过这次修订，原规范的章节数和排序均略有调整，相当部分条款的内容有较大的修改补充和完善。

　　原规范存在的主要问原规范颁布施行后，钢材和连接材料的标准都己先后修订。另外，原规范修订时对某些问的研宄未臻深入与完善，加之新结构新技术的采用日趋广泛，这些都使原规范出现不足与缺陷，主要现在原规范中所用材料的名称牌号及设计指标等与现行标准不符，且没有反映高强度钢材，亦没有考虑抗脆性断裂的问。

　　2对框架结构没有内力分析方法的规定，无支撑荷载对侧移的阶效应，但多层纯框架情况就不同了。

　　在吊车和吊车梁设计方面中觇定的乍工作级别缺乏联系，作困难横向水荷载的增大系数1源于时苏联1953年的规定，沿用至今，前苏联于十世纪七十年代已付此作出修改吊车梁的挠度限值十算时应采取的吊车荷载原规范无明确规定，习惯上是用两台吊车计算的，不符介正常使用的概念有关结构和构件变形限值的规定，原规范缺乏灵活性，没有考虑多方面的使用经验和工艺或其它方面的具体要求，与国外规范相比，正文中规定过细。

　　在般梁的强度计算中，缺少利用腹板屈曲后强度的内容；原规范中梁腹板局部稳定的相关公式是按纯弹性理论建立的，各种荷载单独作用下的临界应力作为种特征值，有时会大于钢材强度，这终究是个缺陷。

　　对框架结构，过去常用阶分析计算内力，并将无支撑框架和支撑结构的抗侧移刚度小于框架本身抗侧移刚度5倍的有支撑框架等同为有侧移框架，均按有侧移框架柱计算长度系数的格查取值。这样显然粗糙了些，不符合计算精确化的趋向。

　　另外，原规范附录中有侧移和无侧移框架的柱子计算长度系数农格是建立迮项基本假定的前捉之下的，当不苻合这站本假定，如何处理。原规范却没有交待轴心压杆和压弯构件的计算。对单轴对称截面轴压构件绕对称轴的弯扭失稳问，原规范为了简化计算，将其归并到某个截面分类类别如类或0类中按弯曲屈曲来对待。但由尸各种因素的影响，误差的幅度有时较大，些截面形心和剪心2间距离较大的构件安，而且长细比愈小，截面宽厚比愈大，误差亦愈大。以双角钢组合丁形截面为例，以长边相并者误差*大可高达15，而当入100时误差即降至10以内。

　　原规范利用轴压构件的偶然剪力作为减小压杆计算长度的支撑力在理论上是不确切的。

　　说规范对截面厚度。4，1的轴压构件的稳定系数未深入进行研，将其归于，类截面处理。

　　而厚板截面的焊接残余应力较高且沿厚度方向产生变化，而板件外面往往以残余压应力为主，影响抗压承载力。研究明，某些截面的稳定系数已低于按；类截面查取的值。

　　在连接计算方面，有些条文与国内外有关规范协调不够，某些内容空缺，需要补充。

　　在钢管结构方面，原规范只列有圆管平面节点根据当时收集到的近300个试验资料进行分析并对照国外规范后提出来的随着钢管结构的发展，新的试验数据和有限元分析结果得到人量补充。对原公式理应作出相应的修改。另外，原规范缺少矩形管的内容。应予以补充。

　　我国有关钢结构设计的些新的科研成果和实践经验没有及时在规范中得到反映，如插入式柱脚和新型连接材料等等新规范50，17的主要修订内容针对上述问，修订组各成员单位协同攻关，进行了调研和理论分析，对照国外经验并进行了必要的试验研究在修订过程，对厂议的问均进广反复嗟商，并作了试设计；根据试设计的结果来检验规范内容并作必要的修正，使新规范尽量做到技术先进经济合理安全适用确保质量，更符合当前工程实践和技术进步的需要。新规范的主要修改内容为1.在材料方面增加420级钢，其力学性能属05242级，相当于美国的人57260级和日本的820钢；对高层钢结构或类似的重要建构筑物则宵引我国的高建筑结构钢板卫4104 1591994中的，0级，供货状态有热轧正火和控轧，其性能相当于日本建筑结构用钢材183136 1994冲的钢材性能。

　　为提高结构和构件的抗脆断性能，保证建筑物的安全可靠，对承受静载的重要受拉和受弯的焊接构件，当钢材厚度分麻日寸，提出了对钢材冲击性能的要求，即与需验算疲劳的构件相同。另外，在结构工作温度20，的地区，提出了提高结构抗脆断能力的构造要求。

　　由于原规范和新规范所依据的钢材标准对冲击性能的要求不同，在新规范中增加了0中击韧性的要求，汴调整不同钢种的冲击试骀温度，即将345钢和，235钢采取相同的冲击试验温度。

　　2在第章的般规定中，强调了设计原则的指导。突出设计原则是当前国际上设计规范的个共同特点。早先的规范条款主要以试验或实践经验为主，故条文简单具体，很少涉及理论依据或其它要求。而近几十年来随着科技的飞速发展，人们对结构性能的认识已相当透彻。计算更为精细。总休上已形成系统限值，而是先要给予设计原则的指导。因此，新规范补充了设计原则的指导内容，如增加了内力分析的条文，对无支撑的多高层纯框架强调了采用阶弹性分析进行内力计算的方法，并介绍了近似计算公式，对节点连接为半刚性的框架计算，亦作了原则性的规定。

　　对结构和构件的变形，在正文中仅列出原则性规定，并强调当有实践经验或有特殊要求时，可以根据不影响正常使用和观感的原则对变形的限值作适当的调整。将原规范中有关变形限值具体数据的条文移入附录，同时作了相应的修正，如1将设有重级工作制吊车的车间需要验算位移的范围缩小为仅用于人7，8如1车；2增加了。层框架们1找作用1柯水平位移的限值，对吊车工作制的界定，不能死搬硬套吊车工作制与吊车工作级别的般对应关系，要根据吊车的具体操作情况和实践经验慎重考虑后确定。

　　梁整体稳定系数9的计算方法基本未变，仅根据说武汉水电大学的建议，将916以1采用9，便于使用关于梁腹板的局部稳定，参考国际标准，将受静荷载且仅配置支承加劲肋或尚，中叫横向加劲肋的般工字形截面组合梁按考虑腹板屈曲后强度来计算梁的抗剪和抗弯承载力，而不再验算梁腹板的，邻稳定。考虑腹板屈曲后强度的计算方法引用了国际上通计算证明，单从梁的承载能力上讲，该法的经济效果不大，其计算承载力受横向加劲肋间距的影响较大。但只要截面的抗弯强度有定富裕，则与原规范相比不仅可省去纵向加劲肋且不需增加横向加劲肋，仍可达到省工省料的的。

　　而对直接承受动力荷载的吊车梁及类似构件或不考虑腹板屈曲后强度的组合梁则应配置加劲肋并验算腹板的局部稳定。在梁腹板局部稳定的验算方法中参号了澳大利觇范和英1.规范略5950对相关公式作了些调整，并对相关公式中各种荷载单独作用下的临界闷力气，作了非弹性修也使其，人值不超过钢材的如服强度。因此说规范中基于纯弹性理论计算腹板加劲肋间距的简化公式亦相应取消。

　　轴心受压构件和压弯构件的计算在轴压构件中，增加了单轴对称截面绕对称轴少轴失稳时用换算长细比代替的理论公式，对单角钢截面和由双角钢组成的1形截面则给出了入72的简化公式。

　　原规范认为等边单角钢截面双角钢1形截面和单轴对称的工字形截面绕对称轴失稳的弯扭屈曲承载力比弯曲失稳下降不多，基本上未超出所属截面类别柱子曲线中午值的分缶范围夺夂改将使计算更为精确，但不影响截面类别。而乳制和焊接丁形及槽形截面绕对称轴弯扭失稳的承载力下降较多，故1；1觇沿将其列入。龙截面，现用代17，可返为类；仅将焊接1形截面中翼缘为轧制或剪切边者仍留在，类，原规范将无任何对称轴的截面绕任意轴的失稳按，类截面的弯曲失稳处理是没有根据的，也可能是不安全的，新规范认为这种截面不宜用作轴压构件。

　　巾两块板焊成的十字形截而和筘形截而，原规范列为1九新规沾将板件边缘为轧制戌，切的十字形截面和板件宽厚比①的焊接箱形截面改为类。

　　对压弯构件稳定计算的主要修改内容3.调整广。馈弯矩系数不的，值闽为对纯框架已建议用阶弹性分析法计算内力，故不论纯框架柱或有支撑框架柱均可按两端支承构件对待，采用相同弱支，1奶柱，仍取为1.，根据国内研究并国外规定，取消和心不得小于4的规定。

　　无端弯矩但有横向荷载作用时，为简化计算且均偏于安全，不论有几个横向荷载，均统取=1.

　　1.在弯矩作用平面外的稳定计算公式中，在项1抑1增加截面影响系数对闭口截面7.对其它截面1=1.，而将闭口截面的9值由原规范的1.41.0是不合理的改为1.0.

　　付小轴对称截面式的理应按！

　　由于压弯构件的单轴对称截面的计算复杂，而且截面形心与剪心比较接近与2的差别不大，故规定除仅对丁形截面应按确定外，其它截面均可按确定。

　　构件的计算长度和容许长细比对戌架交叉腹杆中的托奸作析架平面外的卟兑氐度参考德国标准对原规范进行修改列出了种情况相交另杆受压，两杆均不中断或另杆中断；相交另杆受拉，两杆均不中断或有杆中断和个计算公等有关。与原规范相比差别在+12930之间。

　　框架柱的计算长度对附录中有侧移和无侧移框架柱的计算长度系数进行了局部修正，根据横梁远端的连接刚度和横梁框架柱柱脚的具体构造对心的取值作出规定，即对平板支座取2=0.1因为非理想铰，刚接时取。=10松规范假定为绝对嵌阢人将框架分为无支撑纯框架和有支撑框架两大类。对纯框架，当采用阶弹性分析法计算内力时，按附录中有侧移框架柱的计算长度系数取用；当采用阶弹性分析法计算内力并在柱顶考虑假想水平力丑时，由于我国的丑与欧盟03的有些差别，且考虑到杆件的非弹性变形和计算方便，故取1.0.

　　对有支撑框架，则根据支撑结构侧移刚度产生单位倾侧角的水平力的不同而分为强支撑框架和弱支撑框架并分别确定框架柱的值或9值。

　　增加了在某些情况下对框架柱的计算长度系数应加以修正的规定。当框架柱可得到相邻柱的支持时，该柱的值可予以折减，而提供支持作用的柱的值应相应增大。对支持摇摆柱的框架柱计算长度系数的增大系数列有计算公式。

　　根据实践经验，补充了对跨度1桁架杆件容许长细比的觇定，51化切占本按尉范未变。仪对刚录中的构件和选接分类中梁的连接焊缝等级及其类别作修改足工作需要；94，明确规定应采用对接与角接组合焊缝对焊缝的计算长度进行修改，原规范对未用引弧板施焊的对接焊缝和角焊缝，每条焊缝的计算长度律为丈际长度减去仙现改为减以对接焊链或2角焊缝；1.在直角或斜角1形接头用角焊缝连接的强度计算中。考虑了根部间隙的影响。参照，51998的规定，给出了相应的计算公式；将原规范部分焊透的对接焊缝或对接与角接组合焊缝中笼统4成的；形坡分为形坡和笮边，形含1形坡口，并分别给出了这种焊缝计算厚度的确定法。

　　在商强度螺栓连接摩擦面的抗滑移系数的格中增加了420钢的1值。同，对中的1值进汀调整，*，不人尸0.5增加了自攻螺钉拉铆钉和射钉等新型紧固件增加了，与柱刚性连抟这节，其内容与现行让筑抗震设规范；！500以及仆标准5层民用建筑钢结构技术规程1〉9998是协调的。

　　根据试验研究的结果，增加了连接节点处板件的计算这节，主要内容有3.给出了连接板件在拉剪共同作用下88的强度计算公式，适用于拉力与板件撕裂线之间的不同夹角；提出了用有效宽度法计算桁架节点板强度的近似公式，应力扩散角取为30；c首次提出了桁架节点板在受压斜腹杆作用下的稳定计算方法。为简化设计，对有竖腹杆的节点板给出了可以不计算稳定的为受压斜腹杆连接肢端面中点沿腹杆轴线方向至弦杆的净距，为节点板厚度的下限值，对无竖腹杆的节点板给出了可用简化公当超过规定的下限值时，应按附录中所给的方法进行稳定计算。由于此法是根据有限的试验结果拟合而成，在。的定范围内。式验结果比较稳定。

　　计算值平均为试验值的85，偏于安全。但当以，超出定范围后，计算值将大于试验值，不安全。故规范规定了的上限值，即严禁超过此值。

　　根据实践经验，增加了几种支座形式，即常用取消了原规范对焊件厚度的限值，因为该限值是根据当时的钢材标准和实践经验提出来的，现在不仅钢材标准已经改变而且在工程实践中已有突破。另外，从防脆断的角度出发，焊件的厚度限值与结构形范的规定亦不够全面，容易引起误会。

　　明确了打构造要求不，尸钢竹结构。

　　a对宽度或厚度不同的焊件用对接焊缝拼接时，原规范规定要做成坡度不大于14的斜角，现根据国外经验对静载结构改为不大于12.5；1价焊链的*小焊脚尺寸斛1.5几原规范对定义为较厚焊件的厚度，现根据国外经验，加注说明当采用低氢型碱性焊条时，可取为较薄焊件的厚度；=，侧面角焊缝的*大计算长度，原规范按动载结构和静载结构分别规定为40和60，现根据试验结果，统取为60办。

　　螺栓和铆钉连接，对螺栓铆钉间距参照桥梁规范和国外规范进行了局部修改，补充了垂直内力方向的距的规定，对沿杆轴方向受拉的连接。增加了为减少撬力的构造要求。

　　根据科学试验和实践经验，规定吊车梁或吊车桁架上翼缘和制动梁可以角焊缝连接结构的构造要求增加了提高寒冷地区结构抗脆断能力的要求这适用于工作温役20的地，1讷容主要是根据我国在东北寒冷地区的建设经验以及前苏联在这方而的研究成果制记的，对防护和隔热进行了补充修改，明确提出了钢结构的防腐邮锈浊亦是利1腐蚀和防火问以及应遵守的有关国家标准与设计原则。在设计文件中应注明所要求的钢材除锈等级和采用的涂料或锻层名称及其厚度。

　　取消了原规范在塑性设计时应乘以强度折减系数0.9的规定，因原规定依据不足。

　　将符合塑性设计要求的钢材力学性能从条文说明移入正文并对塑性应变的要求加以修改，由屈服台阶末端处的应变七为弹性阶段的应变成为对应于抗拉强度1时的应变不小于20倍的屈服点应变。圆钢管结构随着钢管结构的发展，同济大学对根据*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1了下列修改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；1.将公式的适用范围由原规范的径厚比必50补充了1型和型空间管节点承载力的汁算公弋。

　　另外。将竹轴乃出响系数史衣达式中讨管轴向应力，的定义由原来的*大轴向应力改为节点两侧主管的较小轴向压应力侧受拉时，取，0.

　　增加了矩形管含方管结构的平面管节点承载力汁算公式1哈吊滨工业大学1木工，院根据试验研究的成果并参照国外资料进行修订，其内容大致为由于矩形管结构在我国应用较少，经验不足，经研宄分析后，将国外资料中的矩形管节点承载力统乘以折减系数0.9；1.对1形节点。根据哈人的科研成果对国外公式进行了修正。

　　保留圆钢小角钢的轻型结构，但将其名称由原来的轻型钢结构改为轻型桁架结构以明确其作为小型桁架，使用的功能。

　　⑴将叫柱头焊钉的抗剪承找力的限值0.7次改大为0.777为栓钉的强屈比。

　　增加了连续组合梁负弯矩处截面的计算方法。

　　增加了压型钢板组合板的组合梁设计。

　　增加了部分抗剪连接件组合梁的设计。

　　需要进步研究的问研制开发和建立建筑钢结构用钢材品种含钢管的系列进1建筑钢结构抗脆断性能的研。允，从计兑和构造包括板厚限值方面提出相应措施对半刚性节点的框架结构进。雨咒4继续对梁腹板的稳定问进。研究对应力幅相同但*大拉应力相差较大时疲劳性能的差异问进行研究，同时应开展用极限状态设计法进行疲劳计算的研究。

　　对8.8级高强度螺栓的预拉力值是否可以提高进行试验研允7继续对钢管结构节点承载力进行试验研究。

　　8.继续对低合金高强度结构钢特别是厚板的力学性能进行统计分析，并在此基础上对钢材的设计指标作必要的修正。

　　赵秀福，黄达达。张华。青岛颐中体育场膜结构风洞试验研宄。

　　建筑结构荷载规范987.

　　钢结构设计规范纠17 4李中立，张文英。王文胜等。青岛体育场膜结构挑篷。第九届空间结构学术会议论文集，2000.

　　5.美国财1技术规程。