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《钢结构设计标准》的理解与应用
关键词:钢结构设计钢结构设计公司
1、受弯和压弯构件截面板件宽厚比等级。
新的《钢结构设计标准》GB50017-2017规定了受弯和压弯构件截面的翼缘和腹板的设计宽厚比等级限值S1 ~S5五级。SX 和对应的宽厚比均由小到大。它与钢材强度等级、结构重要性和构件截面塑性变形密切相关。钢材强度高、结构重要、塑性变形大,SX相对小。
一般构件按过去习惯,均采用S3和S4,前者截面允许部分塑性,即γ=1.05~1.2,后者不允许塑性变形,即γ=1。板件宽厚比限值对于翼缘-般 是不允许突破的,对于腹板可突破,按有效截面计算。近年也有将翼缘按有效截面计算(即取其限值,也有按ε降低钢材强度)。S1和S2用于按塑性设计构件和高烈度地震区构件。S5 新《钢结构设计标准》GB 50017-2017翼缘宽厚比已放宽至20,且与钢号无关,本手册将标准中的翼缘S5值改用S4的值,以与其他和国际规范接轨,而腹板取值仍按标准中S5取值。
2、支撑截面板件宽厚比等级限值
(表一)的构件适用于抗侧力支撑中的受压杆件。-般以受拉为主,不考虑压杆卸载的单厂交叉支撑例外。
3、构件截面特性的取值。
这涉及毛截面和净截面;有效毛截面和有效净截面,其应用场合见
4、抗震性能化设计。
抗震性能化设计是通过不同的计算和构造,对不同烈度在三个水准下的震害性能评估。它是三水准设计的深化和补充。具体补充了中震验算,在验算中考虑了性能系数,即地震作用折减系数2。单层厂房一般按建筑抗震设计规范验算小震下的结构抗震强度并按抗规采取抗震构造措施即能满足中震和大震下的使用要求,-般不必验算其中震和大震下的抗震强度,小震验算时不出现构件性能系数Ω。
5、内力分析与设计方法。
《钢结构设计标准》GB 50017-2017第5章重点论述几个问题。
(1)结构计算模型和计算假定应与构件的截面、连接的实际性能相符。如截面板件宽厚比等级为S1、S2、 S3才能考虑截面塑性变形发展,桁架节点通常可视为铰接。节点刚性引起弯矩效应与截面形状(刚度)、节间长度与截面高度的比值有关。以下重点论述一阶弹性分析、二阶弹性分析、间接分析法与直接分析法的特点和应用场合。
(2) 一阶弹性分析。分析时不考虑结构侧移引起的附加侧移弯矩。-般可采用表3 -24中的长度系数μ。
(3)二阶弹性分析应考虑结构侧移引起的附加侧移弯矩,即P-△效应。通常有两种方法计算二阶效应:
(4)直接分析法。
a.必须考虑结构整体初始几何缺陷、构件初始几何缺陷及残余应力,尚可考虑材料的弹塑性,直接算出考虑二阶效应后的结构内力。再由公式(3-127)、 公式(3-128)验算构件强度。
b.截面板件宽厚比等级为S1、S2。
c.以上为精确法,构件长度系数μ=1。
(5)以上三种方法的构件承载力均可采用规范的相关公式计算。
(6)上述论述的一阶、二阶间接分析法和直接分析法主要适用于框架柱。
6、材料的强度指标。
(1)过去设计规范中,只列钢材和连接的强度设计值作为主要指标,而不列材料的屈服点( 强度)和抗扭强度。新的钢结构设计规范除上述外,又增加了钢材和连接的屈服点(强度)。
(2)在抗震性能化设计和材料检验中往往需要屈服点和抗拉强度:a.材料检验中,在抗震耗能区的材质必须满足屈服强度(屈服点)实测值与抗拉强度实测值之比不应大于0.85。
b.抗震性能化设计中设防地震下的构件承载力一般用构建屈服点表示。
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