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鋼結構設計規范

第一章 總 則
  第1.0.1條 為在鋼結構設計中貫徹執行國家的技術經濟政策,做到技術先進、經濟合理、安全適用、確保質量,特制定本規范。
  第1.0.2條 本規范適用于工業與民用房屋和一般構筑物的鋼結構設計。
  第1.0.3條 本規范的設計原則是根據《建筑結構設計統 一標準》(CBJ68-84))制訂的。
  第1.0.4條 設計鋼結構時,應從工程實際情況出發,合理選用材料、結構方案和構造措施,滿足結構在運輸、安裝和使用過程中的強度、穩定性和剛度要求,宜優先采用定型的和標準化的結構和構件,減少制作、安裝工作量,符合防火要求,注意結構的抗腐蝕性能。
  第1.0.5條 在鋼結構設計圖紙和鋼材訂貨文件中,應注明所采用的鋼號(對普通碳素鋼尚應包括鋼類、爐種、脫氧程度等)、連接材料的型號(或鋼號)和對鋼材所要求的機械性能和化學成分的附加保證項目。此外,在鋼結構設計圖紙中還應注明所要求的焊縫質量級別(焊縫質量級別的檢驗標準應符合國家現行《鋼結構工程施工及驗收規范》)。
  第1.0.6條 對有特殊設計要求和在特殊情況下的鋼結構設計,尚應符合國家現行有關規范的要求。

第二章 材 料
  第2.0.1條 承重結構的鋼材,應根據結構的重要性、荷載特征、連接方法、工作溫度等不同情況選擇其鋼號和材質。承重結構的鋼材宜采用平爐或氧氣轉爐3號鋼(沸騰鋼或鎮 靜鋼)、16Mn鋼、16Mnq鋼、15MnV鋼或15MnVq鋼,其質量應分別符合現行標準《普通碳素結構鋼技術條件》、《低合金結構鋼技術條件》和《橋梁用碳素鋼及普通低合金鋼鋼板技術條件》的規定。
  第2.0.2條 下列情況的承重結構不宜采用3號沸騰鋼:
  一、焊接結構:重級工作制吊車梁、吊車桁架或類似結構,冬季計算溫度等于或低于-20℃時的輕、中級工作制吊車梁、吊車桁架或類似結構,以及冬季計算溫度等于或低于-30℃時的其它承重結構。    
  二、非焊接結構:冬季計算溫度等于或低于-20℃時的重級 工作制吊車梁、吊車桁架或類似結構。
   注:冬季計算溫度應按國家現行《采暖通風和空氣調節設計規范》中規定的冬季空氣調節室外計算溫度確定,對采暖房屋內的結構可按該規定值提高10℃采用。   
  第2.0.3條 承重結構的鋼材應具有抗拉強度、伸長率、屈服強度(或屈服點)和硫、磷含量的合格保證,對焊接結構尚應具有碳含量的合格保證。承重結構的鋼材,必要時尚應具有冷彎試驗的合格保證。對于重級工作制和吊車起重量等于或大于50t的中級工作制 焊接吊車梁、吊車桁架或類似結構的鋼材,應具有常溫沖擊韌性的合格保證。但當冬季計算溫度等于或低于-20℃時,對于3號鋼尚應具有-20℃沖擊韌性的合格保證;對于16Mn鋼、16Mnq鋼、15MnV鋼或15MnVq鋼尚應具有-40℃沖擊韌性的合格保證。對于重級工作制的非焊接吊車梁、吊車桁架或類似結構的鋼材,必要時亦應具有沖擊韌性的合格保證。
  第2.0.4條 鋼鑄件應采用現行標準《一般工程用鑄造碳鋼》中規定的ZG200-400、ZG230-450、ZG270-500或ZG310-570號鋼。
  第2.0.5條 鋼結構的連接材料應符合下列要求:
  一、手工焊接采用的焊條,應符合現行標準《碳鋼焊條》或《低合金鋼焊條》的規定。選擇的焊條型號應與主體金屬強度相適應。對重級工作制吊車梁、吊車桁架或類似結構,宜采用低氫型焊條。
  二、自動焊接或半自動焊接采用的焊絲和焊劑,應與主體金屬強度相適應。焊絲應符合現行標準《焊接用鋼絲》的規定。
  三、普通螺栓可采用現行標準《普通碳素結構鋼技術條件》中規定的3號鋼制成。
  四、高強度螺栓應符合現行標準《鋼結構用高強度大六角頭 螺栓、大六角螺母、墊圈型式尺寸與技術條件》或《鋼結構用扭剪型高強度螺栓連接副型式尺寸與技術條件》的規定。
  五、鉚釘應采用現行標準《普通碳素鋼鉚螺用熱軋圓鋼技術條件》中規定的ML2或ML3號鋼制成。
  六、錨栓可采用現行標準《普通碳素結構鋼技術條件》中規定的3號鋼或《低合金結構鋼技術條件》中規定的16Mn鋼制成。
第 三 章 基本設計規定
第一節 設計原則
  第3.1.1條 本規范除疲勞計算外,采用以概率理論為基礎的極限狀態設計方法,用分項系數的設計表達式進行計算。
  第3.1.2條 結構的極限狀態系指結構或構件能滿足設計規定的某一功能要求的臨界狀態,超過這一狀態結構或構件便不再能滿足設計要求。承重結構應按下列承載能力極限狀態和正常使用極限狀態進行設計:
  一、承載能力極限狀態為結構或構件達到最大承載能力或達到不適于繼續承載的變形時的極限狀態;
  二、正常使用極限狀態為結構或構件達到正常使用的某項規定限值時的極限狀態。
  第3.1.3條 設計鋼結構時,應根據結構破壞可能產生的后果,采用不同的安全等級。一般工業與民用建筑鋼結構的安全等級可取為二級,特殊建筑鋼結構的安全等級可根據具體情況另行確定。
  第3.1.4條 按承載能力極限狀態設計鋼結構時,應考慮荷載效應的基本組合,必要時尚應考慮荷載效應的偶然組合。按正常使用極限狀態設計鋼結構時,除鋼與混凝土組合梁外,應只考慮荷載短期效應組合。
  第3.1.5條 計算結構或構件的強度、穩定性以及連接的強度時,應采用荷載設計值(荷載標準值乘以荷載分項系數);計算疲勞和正常使用極限狀態的變形時,應采用荷載標準值。
  第3.1.6條 對于直接承受動力荷載的結構:在計算強度和穩定性時,動力荷載設計值應乘動力系數;在計算疲勞和變形時,動力荷載標準值不應乘動力系數。計算吊車梁或吊車桁架及其制動結構的疲勞時,吊車荷載應按作用在跨間內起重量最大的一臺吊車確定。
  第3.1.7條 設計鋼結構時,荷載的標準值、荷載分項系數、荷載組合系數、動力荷載的動力系數以及按結構安全等級確定的重要性系數,應按《建筑結構荷載規范》(GBJ9-87)的規定采用。
  第3.1.8條 計算重級工作制吊車梁(或吊車桁架)及其制動結構的強度和穩定性以及連接的強度時,吊車的橫向水平荷載應乘以表3.1.8的增大系數。


  第3.1.9條 計算平爐、電爐、轉爐車間或其它類似車間的工作平臺結構時,由檢修材料所產生的荷載,可乘以下列折減系數:
主  梁     0.85
柱(包括基礎)    0.75 

第二節 設計指標
  第3.2.1條 鋼材的強度設計值(材料強度的標準值除以抗力分項系數),應根據鋼材厚度或直徑(對3號鋼按表3.2.1-1的分組)按表3.2.1-2采用。鋼鑄件的強度設計值應按表3.2.1-3





  第3.2.2條 計算下列情況的結構構件或連接時,第3.2.1條規定的強度設計值應乘以相應的折減系數:
   一、單面連接的單角鋼
    1.按軸心受力計算強度和連接0.85;
    2.按軸心受壓計算穩定性


  二、施工條件較差的高空安裝焊縫和鉚釘連接0.90;
  三、沉頭和半沉頭鉚釘連接0.80。
   注:當幾種情況同時存在時,其折減系數應連乘。
  第3.2.3條 鋼材和鋼鑄件的物理性能指標應按表3.2.3 采用。

第三節 結構變形的規定

  第3.3.1條 計算鋼結構變形時,可不考慮螺栓(或鉚釘)孔引起的截面削弱。
  第3.3.2條 受彎構件的撓度不應超過表3.3.2中所列的容許值。
  第3.3.3條 多層框架結構在風荷載作用下的頂點水平位移與總高度之比值不宜大于1/500,層間相對位移與層高之比值不宜大于1/400。




  注:對室內裝修要求較高的民用建筑多層框架結構,層間相對位移與層高之比值宜適當減小。無隔墻的多層框架結構,層間相對位移可不受限制。

  第3.3.4條 在設有重級工作制吊車的廠房中,跨間每側吊車梁或吊車桁架的制動結構,由一臺最大吊車橫向水平荷載所產生的撓度不宜超過制動結構跨度的1/2200。
  第3.3.5條 設有重級工作制吊車的廠房柱和設有中、重級工作制吊車的露天棧橋柱,在吊車梁或吊車桁架的頂面標高處,由一臺最大吊車水平荷載所產生的計算變形值,不應超過表3.3.5中所列的容許值。


第四章 受彎構件的計算
第一節 強 度
  第4.1.1條 在主平面內受彎的實腹構件,其抗彎強度應按下列規定計算:
   一、承受靜力荷載或間接承受動力荷載時,



  第4.1.3條 當梁上翼緣受有沿腹板平面作用的集中荷載、且該荷載處又未設置支承加勁肋時,腹板計算高度上邊緣的局部承壓強度應按下式計算:



  第4.1.4條 在組合梁的腹板計算高度邊緣處,若同時受有較大的正應力、剪應力和局部壓應力,或同時受有較大的正應力和剪應力(如連續梁支座處或梁的翼緣截面改變處等),其折算應力應按下式計算:


式中σ、τ、σc——腹板計算高度邊緣同一點上同時產生的正應力、剪應力和局部壓應力,r和σ c應按公式(4.1.2)和公式(4.1.3-1|)計算,σ應按下式計算:



第二節 整體穩定
  第4.2.1條 符合下列情況之一時,可不計算梁的整體穩定性:
  一、有鋪板(各種鋼筋混凝土板和鋼板)密鋪在梁的受壓翼緣上并與其牢固相連、能阻止梁受壓翼緣的側向位移時。
  二、工字形截面筒支梁受壓翼緣的自由長度L1與其寬度B1之比不超過表4.2.1所規定的數值時。


    ②梁的支座處,應采取構造措施以防止梁端截面的扭轉。
    對跨中無側向支承點的梁,L1 為其跨度;對跨中有側向支承點的梁,L1為受壓翼緣側向支承點間的距離(梁的支座處視為有側向支承)。
  第4.2.2條 除第4.2.1條所指情況外,在最大剛度主平面內受彎的構件,其整體穩定性應按下式計算:

注:見第4.2.1條注②。

  第4.2.3條 除第4.2.1條所指情況外,在兩個主平面受彎的工字形截面構件,其整體穩定性應按下式計算:


注:見第4.2.1條注②。
  第4.2.4條 不符合第4.2.1條第一項情況的箱形截面簡支梁,其截面尺寸(圖4.2.4)應滿足h/bo ≤6,且L1/bo 不應超過下列數值:




  符合上述規定的箱形截面簡支梁,可不計算整體穩定性。
  注:其它鋼號的梁,其L1/bo 值不應大于95(235/fy)。
   第4.2.5條 用作減少梁受壓翼緣自由長度的側向支撐,其軸心力應根據側向力F確定,梁的側向力應按下式計算:


第三節 局部穩定
  第4.3.1條 為保證組合梁腹板的局部穩定性,應按下列規定在腹板上配置加勁肋(圖4.3.1):
   一、當ho /tw ≤80235/fy時,對有局部壓應力(σc≠0)的梁, 宜按構造配置橫向加勁肋;但對無局部壓應力(σc=0)的梁,可不配置加勁肋。
   二、當80235/fy <ho /tw ≤170235/fy時,應配置橫向加勁肋,并應按第4.3.2條的規定進行計算(對無局部壓應力的梁,當ho /tw ≤100235/fy 時,可不計算)。
   三、當ho /tw >170235/fy 時,應配置橫向加勁肋和在受壓區配置縱向加勁肋,必要時尚應在受壓區配置短加勁肋,并均應按第4.3.2條的規定進行計算。此處ho為腹板的計算高度,tw為腹板的厚度。
   四、梁的支座處和上翼緣受有較大固定集中荷載處,宜設置支承加勁肋,并應按第4.3.8條的規定進行計算。
  第4.3.2條 無局部壓應力(σc=0)的梁和簡支吊車梁,當其腹板用橫向加勁肋加強或用橫向和縱向加勁肋加強時,應按第 4.3.3條至第4.3.6條計算加勁肋間距。其它情況的梁,應按附錄二計算腹板的局部穩定性。
  第4.3.3條 無局部壓應力(σ=0)的梁,其腹板僅用橫向加勁肋加強時,橫向加勁肋間距α應符合下列要求:


σ——與τ同一截面的腹板計算高度邊緣的彎曲壓應力(N/mm2),應按σ=My/I計算,I為梁毛截面慣性矩,y1為腹板計算高度受壓邊緣至中和軸的距離。公式(4.3.3.1)右端算得的值若大于第4.3.7條規定的最大間距時,應取α不超過最大間距。
  第4.3.4條 無局部壓應力(σc=0)的梁,其腹板同時用橫向加勁肋和縱向加勁肋加強時(圖4.3.1b、c),縱向加勁肋至腹板計算高度受壓邊緣的距離h1應在ho/5~/ho/4范圍內,并應符合下式的要求:

中σ——所考慮區段內最大彎矩處腹板計算高度邊緣的彎曲壓應力(N燉mm2),應按σ=MmaxY1/I計算。橫向加勁肋間距a仍應按第4.3.3條和第4.3.7條確定,但應以h2代替h0,并取η=1.0。
  第4.3.5條 簡支吊車梁的腹板僅用橫向加勁肋加強時,加勁肋的間距a應同時符合下列公式的要求:



  公式(4.3.5-1)和公式(4.3.5-2)右端算得的值若大于2ho或分母為負值時,應取a=2ho。對變截面吊車梁,當端部變截面區段長度不超過梁跨度的1/6時,a值應按下列情況確定:
  一、腹板高度變化的吊車梁:端部變截面區段的a值應符合公式(4.3.5-1)的要求,式中的ho取該區段的腹板平均計算高度,τ取梁端部腹板的最大平均剪應力;不變截面區段內的a值,應同時符合公式(4.3.5-1)和公式(4.3.5-2)的要求,式中τ取兩區段交界處的腹板平均剪應力。
  二、翼緣截面變化的吊車梁:由端部至變截面處區段的a值,應同時符合公式(4.3.5-1)和公式(4.3.5-2)的要求,但σ取變截面處腹板計算高度邊緣的彎曲壓應力,同時由表4.3.5-2查得的k3、k4值應乘以0.75;中部不變截面區段的a值,應同時符合公式(4.3.5-1)和公式(4.3.5-2)的要求,但τ取變截面處的腹板平均剪應力

  第4.3.6條 簡支吊車梁的腹板同時用橫向加勁肋和縱向加勁肋加強時(圖4.3.1b、c),縱向加勁肋至腹板計算高度受壓邊緣的距離h1應在h0/5~h0/4范圍內,并應符合下列公式的要求:

  當公式(4.3.6-1)或公式(4.3.6-2)右端算得的值小于ho/5時,尚應在腹板受壓區配置短加勁肋(圖4.3.1d),并應按附錄二進行計算。
橫向加勁肋間距α應按公式(4.3.5-1)確定,但應以h2代替式中的ho,以0.3σc代替表4.3.5-1中的σc。若公式(4.3.5-1)右端算得的值大于2h2或分母為負值時,應取a≤2h2。對腹板高度變化的吊車梁:在確定梁端部變截面區段內(有縱向加勁肋)的α值時,h2取該區段腹板下區格的平均高度,τ取該區段梁端部處的腹板平均剪應力;在確定不變截面區段內的α值時,τ取兩區段交界處的腹板平均剪應力。對翼緣截面變化的吊車梁,確定α值時,τ取梁端部腹板平均剪應力。
  第4.3.7條 加勁肋宜在腹板兩側成對配置,也可單側配置,但支承加勁肋和重級工作制吊車梁的加勁肋不應單側配置。橫向加勁肋的最小間距為0.5ho,最大間距為2ho(對無局部壓應力的梁,當ho/tw≤100時,可采用2.5ho)。
在腹板兩側成對配置的鋼板橫向加勁肋,其截面尺寸應符合
下列公式要求:


  在腹板一側配置的鋼板橫向加勁肋,其外伸寬度應大于按公式(4.3.7-1)算得的1.2倍,厚度不應小于其外伸寬度的1/15。在同時用橫向加勁肋和縱向加勁肋加強的腹板中,橫向加勁肋的截面尺寸除應符合上述規定外,其截面慣性矩Iz尚應符合下式要求:




  短加勁肋的最小間距為0.75h1。短加勁肋外伸寬度應取為橫向加勁肋外伸寬度的0.7~1.0倍,厚度不應小于短加勁肋外伸寬度的1/15。
  注:①用型鋼(工字鋼、槽鋼、肢尖焊于腹板的角鋼)作成的加勁肋,其截面慣性矩不得小于相應鋼板加勁肋的慣性矩。
    ②在腹板兩側成對配置的加勁肋,其截面慣性矩應按梁腹板中心線為軸線進行計算。
  在腹板一側配置的加勁肋,其截面慣性矩應按與加勁肋相連的腹板邊緣為軸線進行計算。
  第4.3.8條 梁的支承加勁肋,應按承受梁支座反力或固定集中荷載的軸心受壓構件計算其在腹板平面外的穩定性。此受壓構件的截面應包括加勁肋和加勁肋每側15tw235/fy范圍內的腹板面積,其計算長度取ho。
  梁支承加勁肋的端部應按其所承受的支座反力或固定集中荷載進行計算:當端部為刨平頂緊時,計算其端面承壓應力(對突緣支座尚應符合第8.4.13條的要求);當端部為焊接時,計算其焊縫應力。
  第4.3.9條 梁受壓翼緣自由外伸寬度b與其厚度t之比,應符合下式要求:

箱形截面梁受壓翼緣板在兩腹板之間的寬度bo與其厚度t之比,應符合下式要求:

  當箱形截面梁受壓翼緣板設有縱向加勁肋時,則公式(4.3.9-2)中的bo取為腹板與縱向加勁肋之間的翼緣板寬度。
  注:翼緣板自由外伸寬度b的取值為:對焊接構件,取腹板邊至翼緣板(肢)邊緣的距離;對軋制構件,取內圓弧起點至翼緣板(肢)邊緣的距離。
第五章 軸心受力構件和拉彎、壓彎構件的計算
第一節 軸心受力構件
  第5.1.1條 軸心受拉構件和軸心受壓構件的強度,除摩擦型高強度螺栓連接處外,應按下式計算:

  式中N——軸心拉力或軸心壓力;An——凈截面面積。摩擦型高強度螺栓連接處的強度應按下列公式計算:

  式中n——在節點或拼接處,構件一端連接的高強度螺栓數目;n1——所計算截面(最外列螺栓處)上高強度螺栓數目;A——構件的毛截面面積。
  第5.1.2條 實腹式軸心受壓構件的穩定性應按下式計算:

  式中φ——軸心受壓構件的穩定系數,應根據表5.1.2的截面分類并按附錄三采用。
  第5.1.3條 格構式軸心受壓構件的穩定性仍應按公式(5.1.2)計算,但對虛軸(圖5.1.3a的x軸和圖5.1.3b、c的x軸和y軸)的長細比應取換算長細比。

  換算長細比應按下列公式計算:
  一、雙肢組合構件(圖5.1.3a):

  式中λx——整個構件對x軸的長細比;λl——分歧對最小剛度軸1—1的長細比,其計算長度取為:焊接時,為相鄰兩綴板的凈距離;螺栓連接時,為相鄰兩綴板邊緣螺栓的距離;Alx——構件截面中垂直于x軸的各斜綴條毛截面面積之和。
  二、四肢組合構件(圖5.1.3b);

  式中λy——整個構件對y軸的長細比;Aly——構件截面中垂直于y軸的各敘綴條毛截面面積之和。
  三、綴件為綴條的三肢組合構件(圖5.1.3c)

  式中A1——構件截面中各斜綴條毛截面面積之和;

  注:①綴板的線剛度應符合第8.4.1條的規定。
    ②斜綴條與構件軸線間的夾角應在40°~70°范圍內。
  第5.1.4條 對格構式軸心受壓構件:當綴件為綴條時,其分肢的長細比λ1不應大于構件兩方向長細比(對虛軸取換算長細比)的較大值λmax的0.7倍,當綴件為綴板時,λ1不應大于40,并不應大于λmax的0.5倍(當λmax<50時,取λmax=50)。  
  第5.1.5條 用填板連接而成的雙角鋼或雙槽鋼構件,可按實腹式構件進行計算,但填板間的距離不應超過下列數值:
        受壓構件 40i
        受拉構件 80i
    i為截面回轉半徑,應按下列規定采用:
    一、當為圖5.1.5α、b所示的雙角鋼或雙槽鋼截面時,取一個角鋼或一個槽鋼與填板平行的形心軸的回轉半徑;
    二、當為圖5.1.5c所示的十字形截面時,取一個角鋼的最小回轉半徑。
  受壓構件的兩個側向支承點之間的填板數不得少于兩個

  剪力v值可認為沿構件全長不變。
  對格構式軸心受壓構件,剪力v應由承受該剪力的綴材面(包括用整體板連接的面)分擔。
  第5.1.7條 用作減小軸心受壓構件自由長度的支撐,其軸心力應根據被支承構件的剪力v(作為側向力)確定。v可按公式(6)計算。
第二節 拉彎構件和壓彎構件
  第5.2.1條 彎矩作用在主平面內的拉彎構件和壓彎構件,其強度應按下列規定計算:
   一、承受靜力荷載或間接承受動力荷載時,

式中Yx、Yy——截面塑性發展系數,應按表5.2.1采用。
   二、直接承受動力荷載時,仍應按公式(5.2.1)計算,但取Yx=Yy=1.0

  第5.2.2條 彎矩作用在對稱軸平面內(繞x軸)的實腹式壓彎構件,其穩定性應按下列規定計算:
   一、彎矩作用平面內的穩定性:




  (1)無橫向荷載作用時:βmx=0.65+0.35M2M1,但不得小于0.4,M1和M2為端彎矩,使構件產生同向曲率(無反彎點)時取同號,使構件產生反向曲率(有反彎點)時取異號,M1≥M2;
  (2)有端彎矩和橫向荷載同時作用時:使構件產生同向曲率時,βmx=1.0;使構件產生反向曲率時,βmx=0.85;
  (3)無端彎矩但有橫向荷載作用時;當跨度中點有一個橫向集中荷載作用時,βmx=1-0.2N/NEx;其它荷載情況時,βmx=1.0對于表5.2.1第3、4項中的單軸對稱截面壓彎構件,當彎矩作用在對稱軸平面內且使較大翼緣受壓時,除應按公式(5.2.2-1)計算外,尚應按下式計算:

  式中W2x——對較小翼緣的毛截面抵抗矩。
  二、彎矩作用平面外的穩定性:


  式中φy——彎矩作用平面外的軸心受壓構件穩定系數;φb——均勻彎曲的受彎構件整體穩定系數,對工字形和T形截面可按附錄一第(五)項確定,對箱形截面可取φb=1.4;Mx——所計算構件段范圍內的最大彎矩;βtx——等效彎矩系數,應按下列規定采用:
  1.在彎矩作用平面外有支承的構件,應根據兩相鄰支承點間構件段內的荷載和內力情況確定:
  (1)所考慮構件段無橫向荷載作用時:βtx=0.65+0.35M2M1,但不得小于0.4,M1和M2是在彎矩作用平面內的端彎矩,使構件段產生同向曲率時取同號,產生反向曲率時取異號,M1≥M2;
  (2)所考慮構件段內有端彎矩和橫向荷載同時作用時;使構件段產生同向曲率時,βtx=1.0;使構件段產生反向曲率時,βtx=0.85;
  (3)所考慮構件段內無端彎矩但有橫向荷載作用時:βtx=1.0。
  2.懸臂構件,βtx=1.0。
  注:①無側移框架系指框架中設有支撐架、剪力墻、電梯并等支撐結構,且共抗側移剛度等于或大于框架本身抗側移剛度的5倍者。
    ②有側移框架系指框架中未設上述支撐結構,或支撐結構的抗側移剛度小于框架本身抗側移剛度的5倍者。
  第5.2.3條 彎矩繞虛軸(x軸)作用的格構式壓彎構件,其彎矩作用平面內的整體穩定性應按下式計算:

  式中Wlx=Ix/Yo,Ix為x軸的毛截面慣性矩,Yo為由x軸到壓力較大分肢的軸線距離或者到壓力較大分肢腹板邊緣的距離,二者取較大者;φx、NEx由換算長細比確定。
  彎矩作用平面外的整體穩定性可不計算,但應計算分肢的穩定性,分肢的軸心力應按桁架的弦桿計算。對綴板柱的分肢尚應考慮由剪力引起的局部彎矩。
  第5.2.4條 彎矩繞實軸作用的格構式壓彎構件,其彎矩作用平面內和平面外的穩定性計算均與實腹式構件相同。但在計算彎矩作用平面外的整體穩定性時,長細比應取換算長細比,φb應取1.0。
  第5.2.5條 彎矩作用在兩個主平面內的雙軸對稱實腹式工字形和箱形截面的壓彎構件,其穩定性應按下列公式計算:



  第5.2.6條 彎矩作用在兩個主平面內的雙肢格構式壓彎構件,其穩定性應按下列規定計算:


  第5.2.7條 計算格構式壓彎構件的綴件時,應取構件的實際剪力和按公式(5.1.6)計算的剪力兩者中的較大值進行計算。
  第5.2.8條 用作減小壓彎構件彎矩作用平面外計算長度的支撐,其軸心力應按公式(4.2.5)計算的側向力確定,但式中Af為被支承構件的受壓翼緣(對實腹式構件)或受壓分肢(對格構式構件)的截面面積。

第三節 構件的計算長度和容許長細比
  第5.3.1條 確定桁架弦桿和單系腹桿的長細比時,其計算長度ιo應按表5.3.1采用。

  注:①l為構件的幾何長度(節點中心間距離);l1為桁架弦桿側向支承點之間的距離。
    ②斜平面系指與桁架平面斜交的平面,適用于構件截面兩主軸均不在桁架平面內的單角鋼腹桿和雙角鋼十字形截面腹桿。
    ③無節點板的腹桿計算長度在任意平面內均取其等于幾何長度。
  當桁架弦桿側向支承點之間的距離為節間長度的2倍(圖5.3-1)且兩節間的弦桿軸心壓力有變化時,則該弦桿在桁架平面外的計算長度,應按下式確定(但不應小于0.5L1):N



  桁架再分式腹桿體系的受壓主斜桿及K形腹桿體系的豎桿等,在桁架平面外的計算長度也應按公式(5.3.1)確定(受拉主斜桿仍取l1);在桁架平面內的計算長度則取節點中心間距離。
  第5.3.2條 確定桁架交叉腹桿的長細比時,在桁架平面內的計算長度應取節點中心到交叉點間的距離;在桁架平面外的計算長度應按下列規定采用:
  一、壓桿
    當相交的另一桿受拉,且兩桿在交叉點均不中斷0.5l當相交的另一桿受拉,兩桿中有一桿在交叉點中斷并以節點板搭接0.7l其它情況l
  二、拉桿l
  注:①l為節點中心間距離(交叉點不作為節點考慮)。
    ②當兩交叉桿均受壓時,不宜有一桿中斷。
    ③當確定交叉腹桿中單角鋼壓桿斜平面內的長細比時,計算長度應取節點中心至交叉點的距離。
  第5.3.3條 單層或多層框架等截面柱,在框架平面內的計算長度應等于該層柱的高度乘以計算長度系數μ。對無側移框架,μ值應按附表4.1確定;對有側移框架,μ值應按附表4.2確定。
  第5.3.4條 單層廠房框架下端剛性固定的階形柱,在框架平面內的計算長度應按下列規定確定:
  一、單階柱:
  1.下段柱的計算長度系數μ2:當柱上端與橫梁鉸接時,等于按附表4.3(柱上端為自由的單階柱)的數值乘以表5.3.4的折減系數;當柱上端與橫梁剛接時,等于按附表4.4(柱上端可移動但不轉動的單階柱)的數值乘以表5.3.4的折減系數。
  2.上段柱的計算長度系數μl,應按下式計算:

  1.下段柱的計算長度系數μ3:當柱上端與橫梁鉸接時,等于按附表4.5(柱上端為自由的雙階柱)的數值乘以表5.3.4的折減系數;當柱上端與橫梁剛接時,等于按附表4.6(柱上端可移動但不轉動的雙階柱)的數值乘以表5.3.4的折減系數。
  2.上段柱和中段柱的計算長度系數μ1和μ2,應按下列公式計算:

式中η1、η2——參數,按附表4.5或附表4.6中的公式計算。
  第5.3.5條 當計算框架的格構式柱和桁架式橫梁的線剛度時,應考慮柱或橫梁截面高度變化和綴件(或腹桿)變形的影響。
  第5.3.6條 框架柱沿房屋長度方向(在框架平面外)的計算長度應取阻止框架平面外位移的支承點(柱的支座、吊車梁、托架以及支撐和縱梁的固定節點等)之間的距離。
  第5.3.7條 受壓構件的長細比不宜超過表5.3.7的容許值。

  注:桁架(包括空間桁架)的受壓腹桿,當其內力等于或小于承載能力的50%時,容許長細比值可取為200。
  第5.3.8條 受拉構件的長細比不宜超過表5.3.8的容許值。

注:①承受靜力荷載的結構中,可僅計算受拉構件在豎向平面內的長細比。
  ②在直接或間接承受動力荷載的結構中,計算單角鋼受拉構件的長細比時,應采用角鋼的最小回轉半徑;在計算單角鋼 交叉受拉桿件平面外的長細比時,應采用與角鋼肢邊平行軸的回轉半徑。
  ③中、重級工作制吊車桁架下弦桿的長細比不宜超過200。
  ④在設有夾鉗吊車或剛性料耙吊車的廠房中,支撐(表中第2項除外)的長細比不宜超過300。
  ⑤受拉構件在永久荷載與風荷載組合作用下受壓時,其長細比不宜超過250。
第四節 受壓構件的局部穩定
  第5.4.1條 在受壓構件中,翼緣板自由外伸寬度b與其厚度t之比,應符合下列要求:
   一、軸心受壓構件:

  式中λ——構件兩方向長細比的較大值:當λ<30時,取λ=30;當λ>100時,
取λ=100。
  二、壓彎構件:

  注:見第4.3.9條的注。
  第5.4.2條 在工字形截面的受壓構件中,腹板計算高度ho與其厚度tw之比,應符合下列要求:
  一、軸心受壓構件:

  式中λ——構件兩方向長細比的較大值:當λ<30時,取λ=30;當λ>100時,
  取λ=100。
  二、壓彎構件:

  第5.4.3條 在箱形截面的受壓構件中,受壓翼緣的寬厚比應符合第4.3.9條的要求。
  箱形截面受壓構件的腹板計算高度ho與其厚度tw之比,應符合下列要求:

  第5.4.4條 在T形截面受壓構件中,腹板高度與其厚度之比,不應超過下列數值:

  λ和αo分別按第5.4.1條和第5.4.2條的規定采用。


第六章 疲勞計算
第一節 一般規定
  第6.1.1條 承受動力荷載重復作用的鋼結構構件(如吊車梁、吊車桁架、工作平臺梁等)及其連接,當應力變化的循環次數n等于或大于105次時,應進行疲勞計算。
  第6.1.2條 本章規定不適用于特殊條件(如構件表面溫度大于150℃,處于海水腐蝕環境,焊后經熱處理消除殘余應力以及低周-高應變疲勞條件等)下的結構構件及其連接的疲勞計算。
  第6.1.3條 疲勞計算應采用容許應力幅法,應力按彈性狀態計算,容許應力幅按構件和連接類別以及應力循環次數確定。在應力循環中不出現拉應力的部位可不計算疲勞。

第二節 疲勞計算
  第6.2.1條 對常幅(所有應力循環內的應力幅保持常量)疲勞,應按下式進行計算:


  第6.2.2條 重級工作制吊車梁和重級、中級工作制吊車桁架的疲勞可作為常幅疲勞按下式計算:

  注:表中的容許應力幅是按公式(6.2.1-2)算得的。
  第6.2.3條 對變幅(應力循環內的應力幅隨機變化)疲勞,若能預測結構在使用壽命期間各種荷載的頻率分布、應力幅水平以及頻次分布總和所構成的設計應力譜,則可將其折算為等效常幅疲勞,按下式進行計算:第七章 連接計算
第一節 焊縫連接
  第7.1.1條 對接焊縫應按下列規定計算:
  一、在對接接頭和T形接頭中,垂直于軸心拉力或軸心壓力的對接焊縫,其強度應按下式計算:N

  二、在對接接頭和T形接頭中,承受彎矩和剪力共同作用的對接焊縫,其正應力和剪應力應分別進行計算。但在同時受有較大正應力和剪應力處(例如梁腹板橫向對接焊縫的端部),應按下式計算折算應力:

  注:①當承受軸心力的板件用斜焊縫對接,焊縫與作用力間的夾角θ符合tgθ≤1.5時,其強度可不計算。
    ②當對接焊縫無法采用引弧板施焊時,每條焊縫的長度計算時應各減去10mm。
  第7.1.2條 直角角焊縫(圖7.1.2)的強度應按下列公式計算:
  一、在通過焊縫形心的拉力、壓力或剪力作用下:當力垂直于焊縫長度方向時,


  二、在其它力或各種力綜合作用下,σf和Tf共同作用處:



  第7.1.4條 不焊透的對接焊縫(圖7.1.4)的強度,應按角焊縫的計算公式(7.1.2-1)至公式(7.1.2-3)計算,但取βf=1.0,其有效厚度應采用:

  當熔合線處焊縫截面邊長等于或接近于最短距離s時(圖7.1.4b、c、e),抗剪強度設計值應按角焊縫的強度設計值乘以0.9。在垂直于焊縫長度方向的壓力作用下,強度設計值可采用角焊縫的強度設計值乘以1.22。
第二節 螺栓連接和鉚釘連接
  第7.2.1條 普通螺栓、錨栓和鉚釘應按下列規定計算:
   一、在普通螺栓或鉚釘受剪的連接中,每個普通螺栓或鉚釘的承載力設計值應取受剪和承壓承載力設計值中的較小者:
   受剪承載力設計值:

  二、在普通螺栓、錨栓或鉚釘桿軸方向受拉的連接中,每個普通螺栓、錨栓或鉚釘的承載力設計值應按下列公式計算:


  三、同時承受剪力和桿軸方向拉力的普通螺栓和鉚釘,應分別符合下列公式的要求:

  第7.2.2條 摩擦型高強度螺栓應按下列規定計算:
   一、在抗剪連接中,每個摩擦型高強度螺栓的承載力設計值應按下式計算:

   二、在桿軸方向受拉的連接中,每個摩擦型高強度螺栓的承載力設計值,取Nbt=0.8p。
   三、當摩擦型高強度螺栓連接同時承受摩擦面間的剪切和螺栓桿軸方向的外拉力時,每個摩擦型高強度螺栓的受剪承載力設計值仍應按公式(7.2.2)計算,但應以p-1.25Nt代替p。此處Nt為每個高強度螺栓在其桿軸方向的外拉力,其值不應大于0.8p。

  第7.2.3條 承壓型高強度螺栓應按下列規定計算:
   一、承壓型高強度螺栓的預拉力p和連接處構件接觸面的處理方法應與摩擦型高強度螺栓相同。承壓型高強度螺栓僅用于承受靜力荷載和間接承受動力荷載結構中的連接。
   二、在抗剪連接中,每個承壓型高強度螺栓的承載力設計值的計算方法與普通螺栓相同,但當剪切面在螺紋處時,其受剪承載力設計值應按螺紋處的有效面積進行計算。
   三、在桿軸方向受拉的連接中,每個承壓型高強度螺栓的承載力設計值,Nbt=0.8p。
   四、同時承受剪力和桿軸方向拉力的承壓型高強度螺栓,應符合下列公式的要求:

  五、在抗剪連接中以及同時承受剪力和桿軸方向拉力的連接中,承壓型高強度螺栓的受剪承載力設計值不得大于按摩擦型連接計算的1.3倍。

  第7.2.5條 在下列情況的連接中,螺栓或鉚釘的數目應予增加:
   一、一個構件借助填板或其它中間板件與另一構件連接的螺栓(摩擦型高強度螺栓除外)或鉚釘數目,應按計算增加10%。
   二、搭接或用拼接板的單面連接,螺栓(摩擦型高強度螺栓除外)或鉚釘數目,應按計算增加10%。
   三、在構件的端部連接中,當利用短角鋼連接型鋼(角鋼或槽鋼)的外伸肢以縮短連接長度時,在短角鋼兩肢中的一肢上,所用的螺栓或鉚釘數目應按計算增加50%。
   四、當鉚釘連接的鉚合總厚度超過鉚釘直徑的5倍時,總厚度每超過2mm,鉚釘數目應按計算增加1%(至少應增加一個鉚釘),但鉚合總厚度不得超過鉚釘直徑的7倍。

第三節 組合工字梁翼緣連接
  第7.3.1條 組合工字梁翼緣與腹板的雙面角焊縫連接,其強度應按下式計算:

  公式(7.3.1)中,F、Ψ和Lz應按第4.1.3條采用;βf應按第7.1.2條采用。
  注:①當梁上翼緣受有固定集中荷載時,宜在該處設置頂緊上翼緣的支承加勁肋。此時取F=0。
    ②當腹板與翼緣的連接焊縫采用焊透的對接焊縫時,其強度可不計算。
  第7.3.2條 組合工字梁翼緣與腹板的鉚釘(或摩擦型高強度螺栓)的承載力,應按下式計算:

  注:見第7.3.1條注①。

第四 節支座
  第7.4.1條 鉸軸式支座的圓柱形樞軸(圖7.4.1),當接觸面中心角θ≥90°時,其承壓應力應按下式計算:

  第7.4.2條 弧形支座板與平板自由接觸(圖7.4.2)的承壓應力應按下式計算:

  第7.4.3條 滾軸與平板自由接觸(圖7.4.3)的承壓應力應按下式計算:

  第7.4.4條 軸心受壓柱或壓彎柱的端部為銑平端時,柱身的最大壓力直接由銑平端傳遞,其連接焊縫、鉚釘或螺栓應按最大壓力的15%計算;當壓彎柱出現受拉區時,該區的連接尚應按最大拉力計算。

第八章 構造要求
第一節 一般規定
  第8.1.1條 鋼結構的構造應便于制作、安裝、維護并使結構受力簡單明確,減少應力集中。以受風載為主的空腹結構,應力求減少受風面積。第8.1.2條在鋼結構的受力構件及其連接中,不宜采用:厚度小于5mm的鋼板;厚度小于3mm的鋼管;截面小于45×4或56×36×4的角鋼(對焊接結構)或截面小于50×5的角鋼(對螺栓連接或鉚釘連接結構)。但第十一章的輕型鋼結構不受此限。
  第8.1.3條 焊接結構是否需要采用焊前預熱或焊后熱處理等特殊措施,應根據材質、焊件厚度、焊接工藝、施焊時氣溫等綜合因素來確定。在正常情況下,焊件的厚度為:對低碳鋼,不宜大于50mm;對低合金鋼,不宜大于36mm。第8.1.4條為了保證結構的空間工作,提高結構的整體剛度,承擔和傳遞水平力,防止桿件產生過大的振動,避免壓桿的側向失穩,以及保證結構安裝時的穩定,應根據結構及其荷載的不同情況設置可靠的支撐系統。在建筑物每一個溫度區段或分期建設的區段中,應分別設置獨立的空間穩定的支撐系統。
  第8.1.5條 單層房屋和露天結構的溫度區段長度(伸縮縫的間距),當不超過表8.1.5的數值時,可不計算溫度應力。

注:①廠房柱為其它材料時,應按相應規范的規定設置伸縮縫。圍護結構可根據具體情況參照有關規范單獨設置伸縮縫。
  ②無橋式吊車房屋的柱間支撐和有橋式吊車房屋吊車梁或吊車桁架以下的柱間支撐,宜對稱布置于溫度區段中部。當不對稱布置時,上述柱間支撐的中點(兩道柱間支撐時為兩支撐距離的中點)至溫度區段端部的距離不宜大于表8.1.5縱向溫度區段長度的60%。
第二節 焊縫連接
  第8.2.1條 焊縫金屬宜與基本金屬相適應。當不同強度的鋼材連接時,可采用與低強度鋼材相適應的焊接材料。
  第8.2.2條 在設計中不得任意加大焊縫,避免焊縫立體交叉和在一處集中大量焊縫,同時焊縫的布置應盡可能對稱于構件重心。
   注:鋼板的拼接:當采用對接焊縫時,縱橫兩方向的對接焊縫,可采用十字形交叉或丁形交叉;當為T形交叉時,交叉點的間距不得小于200mm。
  第8.2.3條 對接焊縫的坡口形式,應根據板厚和施工條件按現行標準《手工電弧焊焊接接頭的基本型式與尺寸》和《埋弧焊焊接接頭的基本型式與尺寸》的要求選用。

  第8.2.4條 在對接焊縫的拼接處:當焊件的寬度不同或厚度相差4mm以上時,應分別在寬度方向或厚度方向從一側或兩側做成坡度不大于1/4的斜角(圖8.2.4);當厚度不同時,焊縫坡口形式應根據較薄焊件厚度按第8.2.3條的要求取用。

  在承受動力荷載的結構中,垂直于受力方向的焊縫不宜采用不焊透的對接焊縫。
  第8.2.6條 角焊縫兩焊腳邊的夾角a一般為90°(直角角焊縫)。夾角a>120°或a<60°的斜角角焊縫,不宜用作受力焊縫(鋼管結構除外)。
  第8.2.7條 角焊縫的尺寸應符合下列要求:

  二、角焊縫的焊腳尺寸不宜大于較薄焊件厚度的1.2倍(鋼管結構除外),但板件(厚度為t)邊緣的角焊縫最大焊腳尺寸,尚應符合下列要求:
  1.當t≤6mm時,hf≤t;
  2.當t>6mm時,hf≤t-(1~2)mm。
  圓孔或槽孔內的角焊縫焊腳尺寸尚不宜大于圓孔直徑或槽孔短徑的1/3。
  三、角焊縫的兩焊腳尺寸一般為相等。當焊件的厚度相差較大,且等焊腳尺寸不能符合本條第一、二項要求時,可采用不等焊腳尺寸,與較薄焊件接觸的焊腳邊應符合本條第二項的要求;與較厚焊件接觸的焊腳邊應符合本條第一項的要求。
  四、側面角焊縫或正面角焊縫的計算長度不得小于8hf和40mm。
  五、側面角焊縫的計算長度不宜大于60hf(承受靜力荷載或間接承受動力荷載時)或40hf(承受動力荷載時);當大于上述數值時,其超過部分在計算中不予考慮。若內力沿側面角焊縫全長分布時,其計算長度不受此限。
  第8.2.8條 在直接承受動力荷載的結構中,角焊縫表面應做成直線形或凹形。焊腳尺寸的比例:對正面角焊縫宜為1∶1.5(長邊順內力方向);對側面角焊縫可為1∶1。
  第8.2.9條 在次要構件或次要焊縫連接中,可采用斷續角焊縫。斷續角焊縫之間的凈距,不應大于15t(對受壓構件)或30t(對受拉構件),t為較薄焊件的厚度。
  第8.2.10條 當板件的端部僅有兩側面角焊縫連接時,每條側面角焊縫長度不宜小于兩側面角焊縫之間的距離;同時兩側面角焊縫之間的距離不宜大于16t(當t>12mm)或200mm(當t≤12mm),t為較薄焊件的厚度。
  第8.2.11條 桿件與節點板的連接焊縫(圖8.2.11),一般宜采用兩面側焊,也可用三面圍焊,對角鋼桿件可采用L形圍焊,所有圍焊的轉角處必須連續施焊。

  第8.2.12條 當角焊縫的端部在構件轉角處作長度為2hf的繞角焊時,轉角處必須連續施焊。
  第8.2.13條 在搭接連接中,搭接長度不得小于焊件較小厚度的5倍,并不得小于25mm。
第三節 螺栓連接和鉚釘連接
  第8.3.1條 每一桿件在節點上以及拼接接頭的一端,永久性的螺栓(或鉚釘)數不宜少于兩個。對組合構件的綴條,其端部連接可采用一個螺栓(或鉚釘)。
  第8.3.2條 高強度螺栓孔應采用鉆成孔。摩擦型高強度螺栓的孔徑比螺栓公稱直徑d大1.5~2.0mm;承壓型高強度螺栓的孔徑比螺栓公稱直徑d大1.0~1.5mm。
  第8.3.3條 在高強度螺栓連接范圍內,構件接觸面的處理方法應在施工圖中說明。
  第8.3.4條 螺栓或鉚釘的距離應符合表8.3.4的要求。

  注:①do為螺栓或鉚釘的孔徑,t為外層較薄板件的厚度。
    ②鋼板邊緣與剛性構件(如角鋼、槽鋼等)相連的螺栓或鉚釘的最大間距,可按中間排的數值采用。
  第8.3.5條 c級螺栓宜用于沿其桿軸方向受拉的連接,在下列情況下可用于受剪連接:
   一、承受靜力荷載或間接承受動力荷載結構中的次要連接。
   二、不承受動力荷載的可拆卸結構的連接。
   三、臨時固定構件用的安裝連接。
  第8.3.6條 對直接承受動力荷載的普通螺栓連接應采用雙螺帽或其它能防止螺帽松動的有效措施。
  第8.3.7條 當型鋼構件的拼接采用高強度螺栓連接時,其拼接件宜采用鋼板。   第8.3.8條 沉頭和半沉頭鉚釘不得用于沿其桿軸方向受拉的連接。
第四節 結構構件
(I) 柱
  第8.4.1條 在綴材面剪力較大或寬度較大的格構式柱,宜采用綴條柱。綴板柱中,同一截面處綴板(或型鋼橫桿)的線剛度之和不得小于柱較大分肢線剛度的6倍。
  第8.4.2條 當實腹式柱的腹板計算高度ho與厚度tw之比大于80時,應采用橫向加勁肋加強,其間距不得大于3ho。
  橫向加勁肋的尺寸和構造應按第4.3.7條的有關規定采用。
  第8.4.3條 格構式柱或大型實腹式柱,在受有較大水平力處和運送單元的端部應設置橫隔,橫隔的間距不得大于柱截面較大寬度的9倍或8m。
(II) 桁架
  第8.4.4條 焊接桁架應以桿件重心線為軸線,螺栓(或鉚釘)連接的桁架可采用靠近桿件重心線的螺栓(或鉚釘)準線為軸線,在節點處各軸線應交于一點。當桁架弦桿的截面變化時,如軸線變動不超過較大弦桿截面高度的5%,可不考慮其影響。
  第8.4.5條 分析桁架桿件內力時,可將節點視為鉸接。當桁架桿件為H型、箱型等剛度較大的截面,且在桁架平面內的桿件截面高度與其幾何長度(節點中心間的距離)之比大于1/10(對弦桿)或大于1/15(對腹桿)時,應考慮節點剛性所引起的次彎矩。
  第8.4.6條 當桁架桿件用節點板連接時,弦桿與腹桿、腹桿與腹桿之間的間隙,不宜小于20mm。
  第8.4.7條 節點板厚度一般根據所連接桿件內力的大小確定,但不得小于6mm。節點板的平面尺寸應適當考慮制作和裝配的誤差。
  第8.4.8條 跨度大于36m的兩端鉸支桁架,應考慮在豎向荷載作用下,下弦彈性伸長所產生水平推力對支承構件的影響。
  第8.4.9條 兩端簡支、跨度為15m或15m以上的三角形屋架和跨度為24m或24m以上的梯形和平行弦桁架,當下弦無曲折時,宜起拱,拱度約為跨度的1/500。
(Ⅲ) 梁
  第8.4.10條 焊接梁的翼緣一般用一層鋼板作成,當采用兩層鋼板時,外層鋼板與內層鋼板厚度之比宜為0.5~1.0。不沿梁通長設置的外層鋼板,其理論截斷點處的外伸長度l1應符合下列要求:

  b和t分別為外層翼緣板的寬度和厚度;hf為側面角焊縫和正面角焊縫的焊腳尺寸。
  第8.4.11條 鉚接(或摩擦型高強度螺栓連接)梁的翼緣板不宜超過三層,翼緣角鋼面積不宜少于整個翼緣面積的30%,當采用最大型號的角鋼仍不能符合此要求時,可加設腋板(圖8.4.11)。此時角鋼與腋板面積之和不應少于翼緣總面積的30%。當翼緣板不沿梁通長設置時,理論截斷點處外伸長度內的鉚釘(或摩擦型高強度螺栓)數目,應按該板1/2凈截面面積的承載力進行計算。
  第8.4.12條 焊接梁的橫向加勁肋與翼緣板相接處應切角,當切成斜角時,其寬約bs/3(但不大于40mm),高約bs/2(但不大于60mm),見圖8.4.12,bs為加勁肋的寬度。

  第8.4.13條 梁的端部支承加勁肋的下端,按端面承壓強度設計值進行計算時,應創平頂緊,其中突緣加勁板(圖8.4.13b)的伸出長度不得大于其厚度的2倍。


(Ⅳ) 柱腳錨栓
  第8.4.14條 柱腳錨栓不得用以承受柱腳底部的水平反力,此水平反力應由底板與混凝土基礎間的摩擦力或設置抗剪鍵承受。
  第8.4.15條 柱腳錨栓埋置在基礎中的深度,應使錨栓的內力通過其和混凝土之間的粘結力傳遞。當埋置深度受到限制時,則錨栓應牢固地固定在錨板或錨梁上,以傳遞錨栓的全部內力,此時錨栓與混凝土之間的粘結力可不予考慮。

第五節 對吊車梁轉吊車桁架(或類似的梁和桁架)的要求
  第8.5.1條 焊接吊車梁的翼緣板宜用一層鋼板,當采用兩層鋼板時,外層鋼板宜沿梁通長設置,并應在設計和施工中采取措施使上翼緣兩層鋼板緊密接觸。
  第8.5.2條 支承夾鉗或剛性料耙硬鉤吊車以及類似吊車的結構,不宜采用吊車桁架和制動桁架。
  第8.5.3條 焊接吊車桁架應符合下列要求:
   一、在桁架節點處,腹桿與弦桿之間的間隙a不宜小于50mm,節點板的兩側邊宜作成半徑r不小于60mm的圓弧;節點板邊緣與腹桿軸線的夾角θ不應小于30°(圖8.5.3);節點板與角鋼弦桿的連接焊縫,起落弧點應至少縮進5mm(圖8.5.3a);


  節點板與工字鋼弦桿的T形連接焊縫應予焊透,圓弧處不得有起落弧缺陷,其中重級工作制吊車桁架的圓弧處應予打磨,使之與弦桿平緩過渡(圖8.5.3b)。
  二、桿件的填板當用焊縫連接時,焊縫起落弧點應縮進至少5mm(圖8.5.3c),重級工作制吊車桁架桿件的填板應采用高強度螺栓連接。
  第8.5.4條 吊車梁翼緣板或腹板的焊接拼接應采用加引弧板的焊透對接焊縫,引弧板割去處應予打磨平整。吊車梁的工地整段拼接宜采用摩擦型高強度螺栓。
  第8.5.5條 在焊接吊車梁或吊車桁架中,下列部位的T形連接應予焊透;焊縫質量不低于二級焊縫標準(形式見圖8.5.5):

   一、重級工作制和起重量Q≥50t的中級工作制吊車梁腹板與上翼緣的連接;
   二、吊車桁架中,節點板與上弦桿的連接。
  第8.5.6條 吊車梁橫向加勁肋的上端應與上翼緣創平頂緊(當為焊接吊車梁時,尚宜焊接)。中間橫向加勁肋的下端宜在距受拉翼緣50~100mm處斷開,不應另加零件與受拉翼緣焊接。中間橫向加勁肋與腹板的連接焊縫,施焊時不宜在加勁肋下端起落弧。
當吊車梁受拉翼緣與支撐相連時,不宜采用焊接。   
  第8.5.7條 直接鋪設軌道的吊車桁架上弦,其構造要求應與吊車梁相同。
  第8.5.8條 重級工作制吊車梁中,上翼緣與制動結構的連接以及對柱傳遞水平力的連接,宜采用摩擦型高強度螺栓。吊車梁端部與柱的連接構造應設法減少由于吊車梁彎曲變形而在連接處產生的附加應力。
  第8.5.9條 當吊車桁架和重級工件制吊車梁跨度等于或大于12m,或輕、中級工作制吊車梁跨度等于或大于18m時,宜設置輔助桁架和水平支撐系統。當設置垂直支撐時,其位置不宜在吊車梁或吊車桁架豎向撓度較大處。
  對吊車桁架,應采取構造措施,以防止其上弦因軌道偏心而扭轉。
  第8.5.10條 重級工作制吊車梁的受拉翼緣板(或吊車桁架的受拉弦桿)邊緣,宜采用自動精密氣割,當用手工氣割或剪切機切割時,應沿全長刨邊。
  第8.5.11條 吊車梁的受拉翼緣(或吊車桁架的受拉弦桿)上不得焊接懸掛設備的零件,并不宜在該處打火或焊接夾具。
  第8.5.12條 吊車鋼軌的接頭構造應保證車輪平穩通過。
  當采用焊接長軌且用壓板與吊車梁連接時,壓板與鋼軌間的接觸不得過于緊密,以使鋼軌受溫度作用后有縱向伸縮的可能。

第六節 制作、運輸和安裝
  第8.6.1條 結構運送單元的劃分,除應考慮結構受力條件外,尚應注意經濟合理、便于運輸和易于拼裝。
  第8.6.2條 結構的安裝連接應采用傳力可靠、制作方便、連接簡單、便于調整的構造形式。
  第8.6.3條 安裝連接采用焊接時,應考慮設置定位螺栓,將構件臨時固定。
第七節 防銹和隔熱
  第8.7.1條 鋼結構除必須采取防銹措施(徹底除銹后涂以油漆和鍍鋅等)外,尚應在構造上盡量避免出現難于檢查、清刷和油漆之處以及能積留濕氣和大量灰塵的死角或凹槽。閉口截面構件應沿全長和端部焊接封閉。除有特殊需要外,設計中一般不應因考慮銹蝕而加大鋼材截面或厚度。
  第8.7.2條 柱腳在地面以下的部分應采用強度等級較低的混凝土包裹(保護層厚度不應小于50mm),并應使包裹的混凝土高出地面約150mm。當柱腳底面在地面以上時,則柱腳底面應高出地面不小于100mm。
  第8.7.3條 受侵蝕介質作用的結構以及在使用期間不能重新油漆的結構部位應采取特殊的防銹措施。受侵蝕性介質作用的柱腳不宜埋入地下。   
  第8.7.4條 受高溫作用的結構,應根據不同情況采取下列防護措施:
   一、當結構可能受到熾熱熔化金屬的侵害時,應采用磚或耐熱材料做成的隔熱層加以保護;
   二、當結構的表面長期受輻射熱達150℃以上或在短時間內可能受到火焰作用時,應采取有效的防護措施(如加隔熱層或水套等)。
第九章 塑性設計
第一節 一般規定

  第9.1.1條 本章規定適用于不直接承受動力荷載的固端梁、連續梁以及由實腹構件組成的單層和兩層框架結構。
  第9.1.2條 采用塑性設計的結構或構件,按承載能力極限狀態設計時,應采用荷載的設計值,考慮構件截面內塑性的發展及由此引起的內力重分配,用簡單塑性理論進行內力分析。按正常使用極限狀態設計時,應采用荷載的標準值,并按彈性理論進行計算。
  第9.1.3條 按本章規定進行塑性設計時,鋼材和連接的強度設計值應按第3.2.1條和第3.2.2條的規定值乘以折減系數0.9。
  第9.1.4條 塑性設計截面板件的寬厚比應符合表9.1.4的規定。




第二節 構件的計算
  第9.2.1條 彎矩Mx(對工字形截面x軸為強軸)作用在一個主平面內的受彎構件,其彎曲強度應符合下式要求:
Mx≤Wpnxf (9.2.1)式中Wpnx——對x軸的凈截面塑性抵抗矩。
  第9.2.2條 受彎構件的剪力V假定由腹板承受,剪切強度應符合下式要求:
     V≤hwtwfv (9.2.2)式中hw、tw——腹板高度和厚度;fv——塑性設計時采用的鋼材抗剪強度設計值,見第9.1.3條。   第9.2.3條 彎矩作用在一個主平面內的壓彎構件,其強度應符合下列公式的要求:


  壓彎構件的壓力N不應大于0.6Anf,其剪切強度應符合公式(9.2.2)的要求。
  第9.2.4條 彎矩作用在一個主平面內的壓彎構件,其穩定性應符合下列公式的要求:
   一、彎矩作用平面內:



  式中Wpx——對x軸的毛截面塑性抵抗矩。φx、NEx和βmx應按第5.2.2條計算彎矩作用平面內穩定的有關規定采用。
   二、彎矩作用平面外:


φy、φb和βtx應按第5.2.2條計算彎矩作用平面外穩定的有關規定采用。

第三節 容許長細比和構造要求

  第9.3.2條 在構件出現塑性鉸的截面處,必須設置側向支承。該支承點與其相鄰支承點間構件的長細比λy,應符合下列要求:



  對不出現塑性鉸的構件區段,其側向支承點間距,應由第四章和第五章內有關彎矩作用平面外的整體穩定計算確定。
  第9.3.3條 用作減少構件彎矩作用平面外計算長度的側向支撐,其軸心力應分別按4.2.5條或第5.2.8條確定。
  第9.3.4條 所有節點及其連接應有足夠的剛度,以保證在出現塑性鉸前節點處各構件間的夾角保持不變。構件拼接應能傳遞該處最大計算彎矩值的1.1倍,且不得低于0.25Wpxf。
  第9.3.5條 當板件采用手工氣割或剪切機切割時,應將出現塑性鉸部位的邊緣刨平。當螺栓孔位于構件塑性鉸部位的受拉板件上時,應采用鉆成孔或先沖后擴鉆孔。
第十章 鋼管結構
  第10.0.1條 本章規定適用于不直接承受動力荷載、在節點處直接焊接的圓管結構。

  第10.0.3條 鋼管節點的構造應符合下列要求:
   一、主管外徑應大于支管外徑,主管壁厚不應小于支管壁厚。在支管與主管連接處不得將支管穿入主管內。
   二、主管和支管或兩支管軸線之間的夾角θ不宜小于30°。
   三、支管與主管的連接節點處,應盡可能避免偏心。
   四、支管與主管的連接焊縫,應沿全周連續焊接并平滑過渡。
   五、支管端部宜使用自動切管機切割,支管壁厚小于6mm時可不切坡口。
  第10.0.4條 鋼管構件在承受較大橫向荷載的部位應采取適當的加強措施,防止產生過大的局部變形。鋼管構件的主要受力部位應避免開孔,如必須開孔時,應采取適當的補強措施。   第10.0.5條 支管與主管的連接可沿全周采用角焊縫,也可部分采用角焊縫、部分采用對接焊縫,支管管壁與主管管壁之間的夾角大于或等于120°的區域宜采用對接焊縫或帶坡口的角焊縫。角焊縫的焊腳尺寸hf不宜大于支管壁厚的兩倍。
  第10.0.6條 支管與主管的連接焊縫可視為全周角焊縫按公式(7.1.2-1)進行計算,但取βf=1。角焊縫的有效厚度沿支管周長是變化的,當支管軸心受力時,平均有效厚度可取0.7hf。焊縫的計算長度(支管與主管相交線長度)可按下列公式計算:

  第10.0.7條 為保證節點處主管的強度,支管的軸心力不得大于下列規定中的承載力設計值:




注:①本條適用范圍為:0.2≤β≤1.0,ds/ts≤50(ts-支管壁厚),θ≥30°。當d/t>50時,取d/t=50。
  ②本條中的X型和K型節點系指支管軸線與主管軸線在同一平面內。
第十一章 圓鋼、小角鋼的輕型鋼結構
  第11.0.1條 本章規定僅適用于在跨度不超過18m且起重量不大于5t的輕、中級工作制橋式吊車的房屋中,采用有圓鋼或小角鋼(小于45×4或56×36×4)的輕型鋼結構。
  注:型鋼組成的結構有個別次要桿件采用小角鋼時,可不受本章限制。
  第11.0.2條 本章規定不適用于使用條件復雜的輕型鋼結構(如直接承受動力荷載,處于高溫、高濕和強烈侵蝕環境的輕型鋼結構等)所需的特殊要求。
  第11.0.3條 輕型鋼結構的強度設計值,應按第3.2.1條、第3.2.2條和第11.0.6條的規定值并乘以下列折減系數:
   一、拱的雙圓鋼拉桿及其連接0.85;
   二、平面桁架式檁條和三鉸拱斜梁,其端部主要受壓腹桿0.85;
   三、其它桿件和連接0.95。
  第11.0.4條 在桁架中,應盡可能使桿件重心線在節點處交于一點,否則應考慮其偏心的影響。
  第11.0.5條 三鉸拱屋架的三角形組合斜梁,其截面高度與斜梁長度的比值不得小于1/18,截面寬度與截面高度的比值不得小于2/5。
  第11.0.6條 單圓鋼壓桿連接于節點板一側時,桿件應按公式(5.2.2-1)計算其穩定性,連接可按公式(11.0.8-1)計算,但焊縫強度設計值應乘以0.85。單圓鋼拉桿連接于節點板一側時,桿件和連接可按軸心受拉構件計算強度,但強度設計值應降低15%。
  第11.0.7條 桁架中的主要壓桿(弦桿、端斜桿、端豎桿)的長細比不宜大于150,其它壓桿的長細比不宜大于200。
拉桿的長細比不宜大于400,張緊的圓鋼拉桿的長細比不受限制。
  圓鋼不宜用于桁架的受壓弦桿和受壓端斜桿。
  第11.0.8條 圓鋼與平板(鋼板或型鋼的平板部分,圖11.0.8-1)、圓鋼與圓鋼(圖11.0.8-2)之間的焊縫,其抗剪強度應按下式計算:

  第11.0.9條 圓鋼與圓鋼、圓鋼與平板(鋼板或型鋼的平板部分)間的焊縫有效厚度,不應小于0.2倍圓鋼直徑(當焊接兩圓鋼的直徑不同時,取平均直徑)或3mm,并不大于1.2倍平板厚度,焊縫計算長度不應小于20mm。
  第11.0.10條 鋼板厚度不宜小于4mm。圓鋼直徑不宜小于下列數值:

第十二章 鋼與混凝土組合梁
第一節 一般規定
  第12.1.1條 本章規定僅適用于不直接承受動力荷載由混凝土翼板與鋼梁通過連接件組成的簡支組合梁。組合梁的混凝土翼板,應按有關規范的規定進行設計。
  第12.1.2條 混凝土翼板的有效寬度be(圖12.1.2)應按下式計算:

  第12.1.3條 按本章規定考慮全截面塑性發展進行組合梁的強度計算時,鋼梁鋼材的強度設計值應按第3.2.1條和第3.2.2條的規定乘以折減系數0.9。組合梁的變形計算應按彈性理論進行,對荷載的短期效應組合,可將截面中的混凝土翼板計算寬度除以鋼材與混凝土彈性模量的比值αE換算為鋼截面;對荷載的長期效應組合,則除以2αE換算為鋼截面。
  在強度計算和變形計算中,可不考慮板托截面。
  第12.1.4條 組合梁施工時,若鋼梁下無臨時支撐,則混凝土硬結前的材料重量和施工荷載應由鋼梁承受,鋼梁應按第三章和第四章規定計算其強度、穩定性和變形。

第二節 截面和連接件的計算
  第12.2.1條 組合梁的抗彎強度應按下列規定計算:
   一、塑性中和軸在混凝土翼板內(圖12.2.1-1),即Af≤behc1fccm時:

  第12.2.2條 組合梁截面上的全部剪力,假定僅由鋼梁腹板承受,應按公式(9.2.2)進行計算。
  第12.2.3條 簡支組合梁上最大彎矩點至梁端區段內的連接件總數n,可按下式計算:



第三節 構造要求
  第12.3.1條 鋼梁截面高度不應小于組合梁截面總高度的1/2.5,當塑性中和軸在鋼梁截面內時,鋼梁板件的寬厚比應符合第9.1.4條的規定。
  第12.3.2條 組合梁板托的高度不宜大于混凝土翼板厚度的1.5倍,板托的頂面寬度不宜小于板托高度的1.5倍。
  第12.3.3條 按公式(12.2.3)算得的連接件數量,可在最大彎矩點與零彎矩點之間均勻布置。當此兩點間有較大的集中荷載作用時,則應將連接件數量按各段剪力圖面積之比進行分配,再各自均勻布置。
連接件沿梁跨度方向的間距不宜超過混凝土翼板厚度和板托高度之和的4倍。
  第12.3.4條 圓柱頭焊釘連接件的長度不應小于4d(d為焊釘直徑)。在施焊時應采用專門的焊接機具和工藝方法牢固地焊于鋼梁翼緣上,其沿梁跨度方向的間距不宜小于6d,垂直于梁跨度方向的間距不宜小于4d。
  第12.3.5條 槽鋼連接件的翼緣肢尖方向應與混凝土翼板對鋼梁的水平剪應力方向一致,其與鋼梁上翼緣的連接焊縫應按第七章的有關規定計算。
  第12.3.6條 彎起鋼筋宜采用直徑d不小于12mm的I級鋼筋成對對稱布置,用兩條長度不小于4d的側焊縫焊接于鋼梁翼緣上,其彎起角度一般為45°,彎折方向應與混凝土翼板對鋼梁的水平應力方向一致。在梁跨中可能產生剪應力變號處,必須在兩個方向均有彎起鋼筋。每個彎起鋼筋從彎起點算起的總長度不宜小于25d(Ⅰ級鋼筋另加彎鉤),其中水平段長度不宜小于10d。
  第12.3.7條 圓柱頭焊釘釘頭下表面或槽鋼連接件上翼緣下表面應比混凝土翼板底部鋼筋高出30mm以上。
連接件頂面的混凝土保護層厚度不應小于15mm。圓柱頭焊釘釘桿的外表面或槽鋼連接件的端面:至鋼梁上翼緣側邊的距離不應小于20mm;至混凝土板托側邊的距離不應小于40mm;至混凝土翼板側邊的距離不應小于100mm。
  第12.3.8條 鋼梁頂面不得涂刷油漆,在灌澆(或安裝)混凝土翼板以前應清除鐵銹、焊渣、冰層、積雪、泥土和其它雜物。
附錄一 梁的整體穩定系數
(一)焊接工字形等截面簡支梁
  焊接工字形等截面(附圖1.1)簡支梁的整體穩定系數φb應按下式計算:



(二) 軋制普通工字鋼簡支梁
  軋制普通工字鋼簡支梁整體穩定系數φb應按附表1.3采用,當所得的φb值大于0.60時,應按附表1.2查出相應的φb代替φb值。
(三) 軋制槽鋼簡支梁
  軋制槽鋼簡支梁的整體穩定系數,不論荷載的形式和荷載作用點在截面高度上的位置,均可按下式計算:

(四) 雙軸對稱工字形等截面懸臂梁
  雙軸對稱工字形等截面懸臂梁的整體穩定系數,可按公式(附1.1)計算,但式中系數βb應按附表1.4查得,λy=Ll/Iy中的Ll為懸臂梁的懸伸長度。當求得的φb大于0.6時,應按附表1.2查出相應的φb代替φb值。



注:本表是按支端為固定的情況確定的,當用于由鄰跨延伸出來的伸臂梁時,應在構造上采取措施加強支承處的抗扭能力。

(五) 受彎構件整體穩定系數的近似計算


  按公式(附1.3)至公式(附1.7)算得的φb值大于0.60時,不需按附表1.2換算成φb值,當按公式(附1.3)和公式(附1.4)算得的φb值大于1.0時,取φb=1.0。
附錄二 梁腹板局部穩定的計算
(一) 用橫向加勁肋加強的腹板
  用橫向加勁肋加強的腹板(圖4.3.1a),其各區格的局部穩定性應按下式計算:


  注:當產生局部壓應力σc的荷載作用于梁受拉翼緣時,則應分別假定σc=0和σ=0,按公式(附2.1)計算腹板各區格的穩定性。
(二) 用橫向加勁肋和縱向加勁肋加強的腹板
  同時用橫向加勁肋和縱向加勁肋加強的腹板(圖4.31b、c),其局部穩定性應按下列公式計算:
  1.受壓翼緣與縱向加勁肋之間的區格:


注:①縱向加勁肋應布置在距腹板計算高度受壓翼緣ho/5~ho/4處。
  ②當產生局部壓應力C1的荷載作用于梁的受拉翼緣時,應分別假定σc2=0(用σ3和τ)和假定σ2=0(用σc2=σc和τ),按公式(附2.10)計算受拉翼緣與縱向加勁肋之間腹板各區格的局部穩定性。

(三) 用橫向加勁肋、縱向加勁肋和短
加勁肋加強的腹板
  同時用橫向加勁肋和在受壓區的縱向加勁肋與短加勁肋加強的腹板(圖4.3.1d),其局部穩定性應按下列方法計算:
  1.受壓翼緣與縱向加勁肋之間區格,按公式(附2.6)計算,但以α1(圖4.3.1d)代替α。
  2.受拉翼緣與縱向加勁肋之間的區格,按公式(附2.10)計算。



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