GB50017-2017 钢结构设计标准

时间:2018/12/04 | 作者: | 分类:建筑规范 | 浏览: | 发表评论
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  • 规范/图集名称:《GB50017-2017 钢结构设计标准
  • 实施日期:2018年7月1日
  • 被替标准号:GB50017-2003

GB50017-2017 钢结构设计标准
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内容简介

本标准的主要内容是:1.总则;2.术语和符号;3.基本设计规定;4.材料;5.结构分析与稳定性设计;6.受弯构件;7.轴心受力构件;8.拉弯、压弯构件;9.加劲钢板剪力墙;10.塑性及弯矩调幅设计;11.连接;12.节点;13.钢管连接节点;14.钢与混凝土组合梁;15.钢管混凝土柱及节点;16.疲劳计算及防脆断设计;17.钢结构抗震性能化设计;18.钢结构防护等。
本次修订的主要内容是:

1.“基本设计规定(第3章)”增加了截面板件宽厚比等级,“材料选用”及“设计指标”内容移人新章节“材料(第4章)”,关于结构计算内容移人新章节“结构分析及稳定性设计(第5章)”,“构造要求(原标准第8章)”中“大跨度屋盖结构”及“制作、运输及安装”的内容并人本章;
2.“受弯构件的计算(原规范第4章)”改为“受弯构件(第6章)”,增加了腹板开孔的内容, “构造要求(原规范第8章)”的“结构构件”中与梁设计相关的内容移人本章;
3.“轴心受力构件和拉弯、压弯构件的计算(原规范第5章)”改为“轴心受力构件(第7章)”及“拉弯、压弯构件(第8章)”两章,“构造要求(原规范第8章)”中与柱设计相关的内容移人第7章;
4.“疲劳计算(原规范第6章)”改为“疲劳计算及防脆断设计(第16章)”,增加了简便快速验算疲劳强度的方法,“构造要求(原规范第8章)”中“对吊车梁和吊车桁架(或类似结构)的要求”及“提高寒冷地区结构抗脆断能力的要求”移人本章,并增加了抗脆断设计的规定;
5.“连接计算(原规范第7章)”改为“连接(第11章)”及“节点(第12章)”两章,“构造要求(原规范第8章)”中有关焊接及螺栓连接的内容并人第11章、柱脚内容并人第12章;
6.“构造要求(原规范第8章)”中的条文根据其内容,分别并入相关各章,其中“防护和隔热”移人“钢结构防护(第18章)”;
7.“塑性设计(原规范第9章)”改为“塑性及弯矩调幅设计(第10章)”,采用了利用钢结构塑性进行内力重分配的思路进行设计;
8.“钢管结构(原规范第10章)”改为“钢管连接节点(第13章)”,丰富了计算的节点连接形式,另外,增加了节点刚度判别的内容;
9.“钢与混凝土组合梁(原规范第11章,修订后为第14章)”,补充了纵向抗剪设计内容,删除了与弯筋连接件有关的内容。

本次修订新增了材料(第4章)、结构分析与稳定性设计(第5章)、加劲钢板剪力墙(第9章)、钢管混凝土柱及节点(15章)、钢结构抗震性能化设计(第17章)、钢结构防护(第18章)等章节,同时在附录中增加了常用建筑结构体系、钢与混凝土组合梁的疲劳验算等内容。

规范目录

1 总则
2 术语和符号
2.1 术语
2.2 符号
3 基本设计规定
3.1 一般规定
3.2 结构体系
3.3 作用
3.4 结构或构件变形及舒适度的规定
3.5 截面板件宽厚比等级
4 材料
4.1 钢材牌号及标准
4.2 连接材料型号及标准
4.3 材料选用
4.4 设计指标和设计参数
5 结构分析与稳定性设计
5.l 一般规定
5.2 初始缺陷
5.3 一阶弹性分析与设计
5.4 二阶P-△弹性分析与设计
5.5 直接分析设计法
6 受弯构件
6.1 受弯构件的强度
6.2 受弯构件的整体稳定
6.3 局部稳定
6.4 焊接截面梁腹板考虑屈曲后强度的计算
6.5 腹板开孔要求
6.6 梁的构造要求
7 轴心受力构件
7.1 截面强度计算
7.2 轴心受压构件的稳定性计算
7.3 实腹式轴心受压构件的局部稳定和屈曲后强度
7.4 轴心受力构件的计算长度和容许长细比
7.5 轴心受压构件的支撑
7.6 单边连接的单角钢
8 拉弯、压弯构件
8.1 截面强度计算
8.2 构件的稳定性计算
8.3 框架柱的计算长度
8.4 压弯构件的局部稳定和屈曲后强度
8.5 承受次弯矩的桁架杆件
9 加劲钢板剪力墙
9.1 一般规定
9.2 加劲钢板剪力墙的计算
9.3 构造要求
10 塑性及弯矩调幅设计
10.1 一般规定
10.2 弯矩调幅设计要点
10.3 构件的计算
10.4 容许长细比和构造要求
11 连接
11.1 一般规定
11.2 焊缝连接计算
11.3 焊缝连接构造要求
11.4 紧固件连接计算
11.5 紧固件连接构造要求
11.6 销轴连接
11.7 钢管法兰连接构造
12 节点
12.1 一般规定
12.2 连接板节点
12.3 梁柱连接节点
12.4 铸钢节点
12.5 预应力索节点
12.6 支座
12.7 柱脚
13 钢管连接节点
13.1 一般规定
13.2 构造要求
13.3 圆钢管直接焊接节点和局部加劲节点的计算
13.4 矩形钢管直接焊接节点和局部加劲节点的计算
14 钢与混凝土组合梁
14.1 一般规定
14.2 组合梁设计
14.3 抗剪连接件的计算
14.4 挠度计算
14.5 负弯矩区裂缝宽度计算
14.6 纵向抗剪计算
14.7 构造要求
1 5 钢管混凝土柱及节点
15.1 —般规定
15.2 矩形钢管混凝土柱
15.3 圆形钢管混凝土柱
15.4 钢管混凝土柱与钢梁连接节点
16 疲劳计算及防脆断设计
16.1 一般规定
16.2 疲劳计算
16.3 构造要求
16.4 防脆断设计
17 钢结构抗震性能化设计
17.1 一般规定
17.2 计算要点
17.3 基本抗震措施
18 钢结构防护
18.1 抗火设计
18.2 防腐蚀设计
18.3 隔热
附录A 常用建筑结构体系
附录B 结构或构件的变形容许值
附录C 梁的整体稳定系数
附录D 轴心受压构件的稳定系数
附录E 柱的计算长度系数
附录F 加劲钢板剪力墙的弹性屈曲临界应力
附录G 桁架节点板在斜腹杆压力作用下的稳定计算
附录H 无加劲钢管直接焊接节点刚度判别
附录J 钢与混凝土组合梁的疲劳验算
附录K 疲劳计算的构件和连接分类
本标准用词说明
引用标准名录
附:条文说明

强制性条文

4.3.2 承重结构所用的钢材应具有屈服强度、抗拉强度、断后伸长率和硫、磷含量的合格保证,对焊接结构尚应具有碳当量的合格保证。焊接承重结构以及重要的非焊接承重结构采用的钢材应具有冷弯试验的合格保证;对直接承受动力荷载或需验算疲劳的构件所用钢材尚应具有冲击韧性的合格保证。

4.4.1 钢材的设计用强度指标,应根据钢材牌号、厚度或直径按表4.4.1采用。

表4.4.1 钢材的设计用强度指标(N/mm2

钢材牌号
钢材厚度
或直径
(mm)
强度设计值
屈服强度
fy
抗拉强度fu
抗拉、抗压、
抗弯f
抗剪fv
端面承压
(刨平顶紧)fce
碳素钢结构
Q235
≤16
215
125
320
235
370
>16,≤40
205
120
225
>40,≤100
200
115
215
低合金高强度
结构钢
Q345
≤16
305
175
400
345
470
>16,≤40
295
170
335
>40,≤63
290
165
325
>63,≤80
280
160
315
>80,≤100
270
155
305
Q390
≤16
345
200
415
390
490
>16,≤40
330
190
370
>40,≤63
310
180
350
>63,≤100
295
170
330
Q420
≤16
375
215
440
420
520
>16,≤40
355
205
400
>40,≤63
320
185
380
>63,≤100
305
175
360
Q460
≤16
410
235
470
460
550
>16,≤40
390
225
440
>40,≤63
355
205
420
>63,≤100
340
195
400

注:1  表中直径指实芯棒材直径,厚度系指计算点的钢材或钢管壁厚度,对轴心受拉和轴心受压构件系指截面中较厚板件的厚度;
2  冷弯型材和冷弯钢管,其强度设计值应按国家现行有关标准的规定采用。

4.4.3 结构用无缝钢管的强度指标应按表4.4.3采用。

表4.4.3 钢材的设计用强度指标(N/mm2

钢管钢材牌号
壁厚
(mm)
强度设计值
屈服强度fy
抗拉强度fu
抗拉、抗压、
抗弯f
抗剪fv
端面承压
(刨平顶紧)fce
Q235
≤16
215
125
320
235
375
>16,≤30
205
120
225
>30
195
115
215
Q345
≤16
305
175
400
345
470
>16,≤30
290
170
325
>30
260
150
295
Q390
≤16
345
200
415
390
490
>16,≤30
330
190
370
>30
310
180
350
Q420
≤16
375
220
445
420
520
>16,≤30
355
205
400
>30
340
195
380
Q460
≤16
410
240
470
460
550
>16,≤30
390
225
440
>30
355
205
420

4.4.4 铸钢件的强度设计值应按表4.4.4采用。

表4.4.4  铸钢件的强度设计值(N/mm2

类别
钢号
铸件厚度(mm)
抗拉、抗压、 抗弯f
抗剪fv
端面承压
(刨平顶紧)fce
非焊接结构用铸钢件
ZG230-450
≤100
180
105
290
ZG270-500
210
120
325
ZG310-570
240
140
370
焊接结构用铸钢件
ZG230-450H
≤100
180
105
290
ZG270-480H
210
120
310
ZG300-500H
235
135
325
ZG340-550H
265
150
355

注:表中强度设计值仅适用于本表规定的厚度。

4.4.5 焊缝的强度指标应按表4.4.5采用并应符合下列规定:
1 手工焊用焊条、自动焊和半自动焊所采用的焊丝和焊剂,应保证其熔敷金属的力学性能不低于母材的性能。
2 焊缝质量等级应符合现行国家标准《钢结构焊接规范》GB50661的规定,其检验方法应符合现行国家标准《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205的规定。其中厚度小于6mm钢材的对接焊缝,不应采用超声波探伤确定焊缝质量等级。
3 对接焊缝在受压区的抗弯强度设计值取fwc,在受拉区的抗弯强度设计值取fwt
4 计算下列情况的连接时,表4.4.5规定的强度设计值应乘以相应的折减系数;几种情况同时存在时,其折减系数应连乘:
1)施工条件较差的高空安装焊缝应乘以系数0.9;
2)进行无垫板的单面施焊对接焊缝的连接计算应乘折减系数0.85。

表4.4.5  焊缝的强度指标(N/mm2

焊接方法和焊条型号
构件钢材
对接焊缝强度设计值
角焊缝强度设计值
对接焊缝
抗拉强度fwu
角焊缝抗拉、抗压和抗剪
强度ffu
牌号
厚度或直径(mm)
抗压fwc
焊缝
质量为下列等级时,抗拉fwt
抗剪fwv
抗拉、
抗压和
抗剪fwt
一级、二级
三级
自动焊、半自动焊和E43
型焊条手工焊
Q235
≤16
215
215
185
125
160
415
240
>16,≤40
205
205
175
120
>40,≤100
200
200
170
115
自动焊、半自动焊和E50、E55 型焊条手工焊
Q345
≤16
305
305
260
175
200
480(E50)
540(E55)
280(E50)
315(E55)
>16,≤40
295
295
250
170
>40,≤63
290
290
245
165
>63,≤80
280
280
240
160
>80,≤100
270
270
230
155
Q390
≤16
345
345
295
200
200(E50)
220(E55)
>16,≤40
330
330
280
190
>40,≤63
310
310
265
180
>63,≤100
295
295
250
170
自动焊、半自动焊和E55、E60 型焊条手工焊
Q420
≤16
375
375
320
215
220(E55)
240(E60)
540(E55)
590(E60)
315(E55)
340(E60)
>16,≤40
355
355
300
205
>40,≤63
320
320
270
185
>63,≤100
305
305
260
175
自动焊、半自动焊和E55、E60 型焊条手工焊
Q460
≤16
410
410
350
235
220(E55)
240(E60)
540(E55)
590(E60)
315(E55)
340(E60)
>16,≤40
390
390
330
225
>40,≤63
355
355
300
205
>63,≤100
340
340
290
195
自动焊、半自动焊和E50、E55 型焊条手工焊
Q345GJ
>16,≤35
310
310
265
180
200
480(E50)
540(E55)
280(E50)
315(E55)
>35,≤50
290
290
245
170
>50,≤100
285
285
240
165

        注:表中厚度系指计算点的钢材厚度,对轴心受拉和轴心受压构件系指截面中较厚板件的厚度。

4.4.6 螺栓连接的强度指标应按表4.4.6采用。

表4.4.6 螺栓连接的强度指标(N/mm2

螺栓的性能等
级、 锚栓和构
件钢材的牌号

强度设计值
高强度螺栓的
抗拉强
度fbu
普通螺栓
锚栓
承压型连接或网
架用高强度螺栓
C级螺栓
A级、B级螺栓
抗拉fbt
抗剪fbv
承压fbc
抗拉fbt
抗剪fbv
承压fbc
抗拉fbt
抗拉fbt
抗剪fbv
承压fbc
普通螺栓
4.6级、
4.8级
170
140
5.6级
210
190
8.8级
400
320
锚栓
Q235
140
Q345
180
Q390
185
承压型
连接高
强度螺栓
8.8级
400
250
830
10.9级
500
310
1040
螺栓球
节点用
高强度
螺栓
9.8级
385
10.9级
430
构件
钢材
牌号
Q235
305
405
470
Q345
385
510
590
Q390
400
530
615
Q420
425
560
655
Q460
450
595
695
Q345GJ
400
530
615

注:1 A级螺栓用于d≤24mm和l≤10d或l≤150mm(按较小值)的螺栓;B级螺栓用于d>24mm和l>10d或l>150mm(按较小值)的螺栓;d为公称直径,l为螺栓公称长度;
2 A级、B级螺栓孔的粗度和孔壁表面粗糙度,C级螺栓孔的允许偏差和孔壁表面粗糙度,均应符合现行国家标准《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205的要求;
3 用于螺栓球节点网架的高强度螺栓,M12~M36为10.9级,M39~M64为9.8级。

18.3.3 高温环境下的钢结构温度超过100℃时,应进行结构温度作用验算,并应根据不同情况采取防护措施:
1  当钢结构可能受到炽热熔化金属的侵害时,应采用砌块或耐热固体材料做成的隔热层加以保护;
2  当钢结构可能受到短时间的火焰直接作用时,应采用加耐热隔热涂层、热辐射屏蔽等隔热防护措施;
3  当高温环境下钢结构的承载力不满足要求时,应采取增大构件截面、采用耐火钢或采用加耐热隔热涂层、热辐射屏蔽、水套隔热降温措施等隔热降温措施;
4  当高强度螺栓连接长期受热达150℃以上时,应采用加耐热隔热涂层、热辐射屏蔽等隔热防护措施。

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