鋼結構設計規(guī)范修訂

1、《鋼結構設計規(guī)范》修訂 情況介紹重慶大學 魏明鐘教授,,1 總 則,增加提到有關規(guī)范名稱，如荷載規(guī)范、冷彎薄壁型鋼結構技術規(guī)范、抗震規(guī)范（包括《建筑抗震設計規(guī)范》、《構筑物抗震設計規(guī)范》、《中國地震動參數區(qū)劃圖》）等。但防火規(guī)范是在第8章8.9.4條中提到。 焊縫質量級別如何取用，放7.1.1條。,2 術語和符號,按新規(guī)定增加此一章。主要列出《建筑結構設計術語和符號標準》（GB/T50083-97）中沒有的術語（如腹

2、板“通用高厚比”等），但符號列出較全。,,3 基本設計規(guī)定,新增加了 3.2節(jié) 荷載和荷載效應計算 3.2.1條 修訂后的荷載規(guī)范將屋面均布活荷載標準值統一規(guī)定為0.5kN/m2（原規(guī)定分0.3、0.5、0.7kN/m2三級），但注明“對不同結構可按有關設計規(guī)范作0.2kN/m2的增減”。所以本規(guī)范在本條注明了“對支承輕屋面的構件或結構，當僅有一個可變荷載且受荷面積超過60m2時，取0.3kN/m2 ” ；對重屋面由于增加了以永

3、久荷載為主的組合，不再提高屋面活荷載。,3.2 荷載和荷載效應計算,3.2.1條 結構的重要性系數?0，《統一標準》7.0.3條注“對設計工作壽命為25年的結構構件，各結構規(guī)范可根據各自情況確定?0值”。本規(guī)范根據工作壽命50年時?0＝1.0，工作壽命5年時?0＝0.9，故規(guī)定工作壽命25年取?0＝0.95。,3.2.2條 原規(guī)范對重級工作制吊車梁，將荷載規(guī)范規(guī)定的橫向水平荷載乘以增大系數以考慮吊車的搖擺力?，F改為按下式計算：HK

4、= ? Pkmax式中Pkmax為吊車輪壓標準值；系數?＝0.1（一般軟鉤），0.15(抓斗、磁盤)和0.2（硬鉤）。 根據《起重機設計規(guī)范》（GB3811-83），按吊車利用等級（即循環(huán)次數，分為U0-U9等10級）和載荷狀態(tài)（載荷譜系數Kp有輕、中、重、特重等4級）綜合劃分吊車工作級別為A1?A8級。本規(guī)范所指輕級工作制即A1?A2級；中級為A4?A5級；重級為A6?A8級（其中A8為特重級）。,3.2.8條 “對

5、 >0.1的框架結構（一般指無支撐純框架）宜采用二階彈性分析”。此處?N為所計算樓層各柱軸壓力之和；?H為所計算樓層及以上各層水平力之和；h為所計算樓層的高度；?u為所計算樓層按一階分析的層間側移，此處可用位移容許值[?u]代替。a．采用二階分析時，應在每層柱頂附加考慮假想水平力Hni：,,式中，Qi為第i樓層的總重力荷載設計值；ns為框架總層數；?y為鋼材強度影響系數；Q235鋼，?y =1.0；Q345鋼，?y

6、 =1.1；Q390鋼，?y =1.2；Q420鋼，?y =1.25。,b. 采用二階分析時，框架柱的計算長度系數μ＝1.0。c. 規(guī)范提出了采用二階彈性分析時，桿端彎矩的近似計算方法 M2＝M1b+?2i M1s式中 ?2i＝ 　　　　　　M1b 、M1s ── 分別為框架無側移或有側移時按一階彈性 分析求得的桿件端彎矩； ?2i ── 考慮二階效應第i層

7、桿件的側移彎矩增大系數。,3.3 材料選用（原規(guī)范第二章材料）,3.3.1條 增加使用鋼材的牌號（原規(guī)范有3號鋼、16Mn、15MnV）現為： Q235 (相當于作廢的舊標準的3號鋼) Q345 (相當于作廢的舊標準的16Mn、12MnV、14MnNb、16MnRE、18Nb) Q390 (相當于作廢的舊標準的15MnV、15MnTi、16MnNb) Q420 (相當于作廢的舊標準的15MnVN、14

8、MnVTiRE) 其中，15MnVN曾用于九江長江大橋（栓焊鐵路橋）。,3.3.5條 增加Z向鋼，厚板容易出現層狀撕裂，這對沿厚度方向受拉的接頭來說是很不利的，因而需要采用厚度方向性能鋼材。 我國建筑抗震設計規(guī)范和建筑鋼結構焊接技術規(guī)程中均規(guī)定厚度大于40mm時應采用厚度方向性能鋼材。3.3.6條 增加耐候鋼，,3.4 設計指標,鋼材強度設計值為fy/?R。?R為抗力分項系數，對Q235鋼，?R =1.087；對

9、Q345、Q390和Q420鋼，?R＝1.111。這樣對Q345鋼來說，比原規(guī)范的16Mn（?R＝1.087）強度設計值有所降低。原因為： ① Q345鋼包括舊標準的5種鋼材，統計資料不足； ② 近年來發(fā)現16Mn鋼質量不理想，稍厚（當t>20 mm）就容易分層。,鋼材厚度增加到100mm（原規(guī)范3號鋼?50mm，16Mn和15MnV鋼?36mm），這是為了與軸壓d曲線相呼應。其實，厚板的統計資料尚不夠

10、充分。 普通螺栓的A、B級，根據GB5782-86，其材料不是3號鋼，而是8.8級，現改取ftb=400N/mm2, fvb=320N/mm2。 A、B級螺栓都是以前的“精制螺栓”，質量標準要求相同。只是A級螺栓用于d?24mm和L（螺栓公稱長度）?10d或L?150mm（按較小值）；d或L較大者稱為B級螺栓。 鉚釘連接在驗收規(guī)范GB50205中已無條文，在設計中規(guī)范中是否保留，意見不一致，現予保留。 3.4.

11、2條 在“強度設計值折減系數”中，增加“無墊板的單面施焊對接焊縫0.85”。,3.5 結構或構件變形的規(guī)定,正文為原則規(guī)定，具體數值規(guī)定在附錄A。 受彎構件的撓度容許值考慮兩種情況： ［VT］——恒載＋活荷載作用下的撓度容許值，主要 是觀感要求 ［VQ］——為活荷載作用下的撓度容許值，主要是 使用要求。 將吊車梁撓度改為一臺

12、吊車加自重進行計算（相應撓度容許值有所調整）。理由：① 符合“正常使用極限狀態(tài)”的要求；② 與多數國外規(guī)范相一致。,4 受彎構件的計算,4.1.3條 在梁局部承壓強度計算中，將集中力在腹板邊緣的分布長度改為（與梁與柱剛性連接節(jié)點一致）： 式中，a為集中力支承長度；hy為梁外表面至腹板邊緣距離；hR為軌道的高度。,4.2 整體穩(wěn)定,在梁整體穩(wěn)定計算中，將 時采用的

13、 改為 （與薄鋼規(guī)范協調）。兩者計算結果最大相差3.2%。,4.3 局部穩(wěn)定,組合梁腹板局部穩(wěn)定計算有較大變動，主要有： ① 對原來按無限彈性計算的腹板各項臨界應力作了彈塑性修正。如剪應力作用下，臨界應力取值如圖1所示。 ② 原各種應力共同作用下的臨界條件公式來源于完全彈性條件，新的公式（4.3.3-1）等參考了澳大利亞規(guī)范等資料，適合于彈塑性修正后的臨界應力。

14、③ 無局部壓應力且承受靜力荷載的焊接工字形載面梁，規(guī)定按新增加的4.4節(jié)利用屈曲后強度設計。,4.3.3、4.3.4、4.3.5條 主要修訂內容：（1）單項臨界應力?cr，? cr，?c,cr各有三個計算公式，例如計算? cr為4.3.3-3a、b、c三個公式。其中a式的臨界應力等于強度設計值fv；而c式為完全彈性的臨界應力，與88規(guī)范的規(guī)定相當；b式則為彈性到屈服之間的過渡。公式采用了國際通行的表達方式，采用通用高厚

15、 作為參數（見圖），即當 (a)當 (b)當 (c),式中 為用于腹板受剪計算時的通用高厚比， 為鋼材抗剪屈服強度，等于 ； 為腹板抗剪臨界應力

16、。彈性范圍 ，用設計值表達 。根據彈性穩(wěn)定求得的臨界應力 ，可求得 :當a/ho?1.0時,當a/ho>1.0時,,其它，在彎曲正應力作用下的臨界應力?cr和在局部壓應力作用下的臨界應力?c,cr情況與?cr類似。只是在確定?cr時，屈曲系數取?=23.9，但腹板邊緣的嵌固系數取為?=1.66（受壓翼緣扭轉受到約束，如連有剛性鋪板、制動板或焊有鋼軌時）或1.23（受壓翼緣扭

17、轉未受到約束時），代替了原規(guī)范的單一約束系數1.61。（2）各種應力共同作用下的計算式，新舊規(guī)范有較大區(qū)別，例如僅有橫向加勁肋時： （舊規(guī)范）,（新規(guī)范） 舊規(guī)范計算式中，分母?cr、?c,cr、?cr均可超過屈服強度。假定鋼材是無限彈性的，加勁肋的間距由構造要求控制，問題不大。但不適合于彈塑性修正后的臨界應力。新規(guī)范的計算式較能適應新規(guī)定的經彈塑性

18、修正的臨界應力。 當有縱向加勁肋時或甚至還有短加勁肋的計算方法，均參考了國外標準的規(guī)定。,4.4 組合梁腹板考慮屈曲后強度的計算,4.4.1條 （1）本節(jié)條款不適用于吊車梁，因有關資料不充分，多次反復屈曲可能導致腹板邊緣出現疲勞裂紋。（2）梁腹板受剪屈曲后強度計算，利用了張力場概念。使極限剪力大于屈曲剪力。精確確定張力場剪力值需要算出張力場寬度，比較復雜，為簡化計算，條文采用了相當于下限的近似公式。（3）利用腹板屈曲后強度，即使

19、h0/tw很大，一般也不再考慮設置縱向加勁肋。而且只要腹板的抗剪承載力不低于梁的實際最大剪力，可只設支承加勁肋，而不設置中間橫向加勁肋。,（4）利用腹板屈曲后強度后，梁的抗彎承載力有所降低，但降低不多，對Q235鋼的梁來說，當h0/tw=200（受壓翼緣扭轉受到約束）或h0/tw=175（受壓翼緣扭轉未受約束），抗彎承載力只下降5%以內。（5）規(guī)范提出的計算公式（4.4.1-1）與歐洲規(guī)范EC3相同，即基本計算式：

20、 (a)當M/Mf ?1.0時, V?VU (b)當V/Vu?0.5時, M?Meu (c),

21、式中 M、V——所計算區(qū)格內同一截面處梁的彎矩和剪 力設計值。由于這是強度計算，不能像計 算腹板穩(wěn)定那樣，取為區(qū)格內的平均值； Mf——梁兩翼緣所承擔的彎矩設計值，對雙軸對 稱截面梁Mf=Af·h1·f（Af為一個翼緣截面積； h1為兩翼緣軸線間距離），規(guī)范的Mf計算式

22、是考慮兩翼緣截面不等的情況； Vu、Meu——梁抗剪和抗彎承載力設計值。 ① 腹板屈曲后的抗剪承載力Vu應為屈曲剪力與張力場剪力之和，根據理論和試驗研究，抗剪承載力設計值Vu可用下列公式計算：,當λs?0.8時 Vu=hotwfv (a)當0.81.2時 Vu=hotwfv/λs1.2

23、 (c)式中 λs——用于抗剪計算的腹板通用高厚比。當a/ho­?1.0時，?=4+5.34(ho/a)2；當a/ho>1.0時，?＝5.34+4(ho/a)2。如果只設置支承加勁肋而使a/ho甚大時，則可取?＝5.34。,② 腹板屈曲后的抗彎承載力Meu腹板屈曲后考慮張力場的作用，抗剪承載力有所提高，但由于彎矩作用下腹板受壓區(qū)屈曲后，使梁的抗彎承載力有所下降我國規(guī)范采用有效截面的概念來計算梁

24、的抗彎承載力。 假定腹板受壓區(qū)有效高度為?hc，等分在hc的兩端，中部則扣去（1-?）hc的高度，梁的中和軸也有下降?，F假定腹板受拉區(qū)與受壓區(qū)同樣扣去此高度，這樣中和軸可不變動，計算較為簡便。hc為腹板受壓區(qū)的高度。,梁截面慣性矩為（忽略孔洞繞本身軸慣性矩）：梁截面模量折減系數為：上式是按雙軸對稱截面塑性發(fā)展系數?x=1.0得出的偏安全的近似公式，也可用于?x=1.05和單軸對稱截面。梁的抗彎承載力設計值為：,

25、有效高度系數?，與計算局部穩(wěn)定中臨界應力 一樣以通用高厚比 作為參數，也分為三個階段，分界點也與計算 相同，即當 時， (a)當

26、 (b)當 (c)通用高厚比?b仍按局部穩(wěn)定計算中公式計算，即 （受壓翼緣扭轉受到約束）或 （梁

27、受壓翼緣未受到約束） 任何情況，以上公式中的截面數據Wx、Ix以及hc均按截面全部有效計算。,4.4.2條 考慮腹板屈曲后強度的加勁肋（1）只設橫向加勁肋（支承加勁肋和剪力較大區(qū)的中間橫向加勁肋），但不允許在腹板單側設置。張力場對橫向加勁肋的作用有豎向和水平兩個分力，對中間橫向加勁肋所受軸心壓力規(guī)定為：Ｎs=Vu-hotw?cr+F式中，Vu即腹板屈曲后的抗剪承載力；? cr為臨界剪應力；F為承受的集中荷載。上式比理論值

28、偏大，以考慮張力場張力的水平分力的不利影響。（2）梁的支座加勁肋還承受張力場斜拉力水平分力Ht（參見規(guī)范公式4.4.2-2）。這樣梁端構造有兩個方案可供選擇：,方案一：為了增加抗彎能力，在梁外端加設封頭板（圖a）?？刹捎孟铝蟹椒ㄖ贿M行計算：①將封頭板與支座加勁肋之間視為豎向壓彎構件，簡支于梁上下翼緣，計算其強度和穩(wěn)定；②將支座加勁肋按承受支座反力R的軸心壓桿計算，封頭板截面積則不小于Ac=3h0Ht/(16ef)，式中e為支座加勁肋

29、與封頭板的距離；f為鋼材強度設計值。,方案二：縮小支座加勁肋和第一道中間加勁肋的距離a1(圖b)，使a1范圍內的 ，此種情況的支座加勁肋就不會受到Ht的作用。這種對端節(jié)間不利用腹板屈曲后強度的辦法，為世界少數國家（如美國）所采用。實際應用發(fā)現方案二比方案一優(yōu)點多，可惜規(guī)范條文中只有方案一。方案二可參見陳紹藩《鋼結構設計原理》（第二版）（1998年，科學出版社）一書中的7.4.5段。,第５章 軸

30、心受力構件和拉彎、壓彎構件的計算,5.1 軸心受力構件 5.1.2條 軸心壓桿的整體穩(wěn)定 （1）原規(guī)范將t?40mm的軸壓構件穩(wěn)定歸入c曲線，不確切?，F作了專門規(guī)定，參見規(guī)范表5.1.2-2。還增加了d類截面的值（d曲線）。實際上t?40mm的軸壓構件，視截面形式和屈曲方向，有b、c、d三類。,（2）單軸對稱截面繞對稱軸的失穩(wěn)是彎扭失穩(wěn)。原規(guī)范視為彎曲失穩(wěn)歸入b曲線，或降低為c曲線。西建科大建議，截面類別的劃分只考慮截面形式

31、和殘余應力的影響，將彎扭屈曲按彈性方法用換算長細比換算為彎曲屈曲：根據彈性穩(wěn)定理論，換算長細比為式中 ?z——扭轉屈曲換算長細比；,——對剪心的極回轉半徑； eo——剪心至形心距離。為簡化計算，對單角鋼和雙角鋼Ｔ形截面建議了?yz的近似計算式。,,5.1.7條 減小受壓構件自由長度的支撐力原取用壓桿的偶然剪力，現改為：（1）單根柱柱高中點有一道支撐 Fb1=N/60支撐不在柱中央

32、（距柱端 l） 有m道支撐,（2）支撐多根柱時支撐力 各柱壓力相同時 式中，n為被撐柱根數。（3）以前對支撐一般按容許長細比控制截面，不計算承載力。現在，對支持多根柱的支撐應注意計算其承載力。,5.2 拉彎構件和壓彎構件,本節(jié)作了一些局部修改，如：（1）將取塑性發(fā)展系數?x=?y=1.0的條件由“直接承受動力荷載”縮小范圍為“需要計算疲勞”的拉彎

33、、壓彎構件。（2）原規(guī)范中N/NEx，N為設計值，NEx為彈性極限值，按理應將NEx除以抗力分項系數?R，故將N/NEx改為N/N?Ex，注明N?Ex為參數，其值為NEx/?R＝NEx/1.1。（3）等效彎矩系數，無橫向荷載時?mx(或?tx) =0.65+ 0.35M2/M1，取消“不得小于0.4”的規(guī)定。,（4）彎矩作用平面外穩(wěn)定計算式改為 為調整系數，箱形截面 =0.7，其它截面 =1.0，以避免取箱

34、形截面 的概念不清現象。規(guī)范規(guī)定上式中的 “按5.1.2條確定”，即表示彎矩作用于對稱軸平面的單軸對稱截面， 應按考慮扭轉效應的換算長細比 確定，這必然增加不少計算工作量。,5.3 構件的計算長度和容許長細比,5.3.2條 有關交叉腹桿在桁架平面外的計算長度，參考德國規(guī)范對壓桿列出4種情況（所計算桿內力為N，另一桿內力為N0）： 當 時（條文中為

35、不一定等于 的計算式）：No為壓力，不中斷，lo=l （與原規(guī)范相同）No為壓力，中斷，lo=1.35 l （原規(guī)范不允許）No為拉力，不中斷， lo=0.5l （與原規(guī)范相同）No為拉力，中斷，lo=0.5l （原規(guī)范為0.7 l）,5.3.3條 確定框架柱在框架平面內的計算長度時分為（1）無支撐純框架① 按一階彈性分析計算內力時，計算長度系數

36、 ，用有側移框架柱的表查得：② 采用二階彈性分析方法計算內力時，取 。（2）有支撐框架① 強支撐框架——支撐結構（支撐桁架、剪力墻等）的側移剛度滿足式中 Sb——產生單位側傾角的水平力； ——層間所有柱用無側移框架柱和有側移 框架柱計算長度算得的軸壓桿穩(wěn)定承載力之和。,② 弱支撐

37、框架——Sb不滿足上式時，柱的穩(wěn)定系數為式中 、 ——按無側移和有側移框架柱算得的穩(wěn) 定系數。經規(guī)范管理組組織試算證明：只要框架中有支撐，即使用不粗的鋼筋作交叉支撐也能滿足強支撐框架的要求。,5.3.6條 為新增條文（1）考慮有搖擺柱時，框架柱值的增大系數。（2）提出“考慮同層或其它層柱承載力有富裕時對所計算柱的支

38、持作用”和“梁與柱半剛性連接時，確定 值應考慮連接特征”的原則性條文。（3）梁與柱半剛性連接，確定柱的計算長度 時，應考慮節(jié)點特性。5.3.8條、5.3.9條 增加對跨度等于和大于60m桁架桿件的容許長細比的規(guī)定，這是根據近年大跨度桁架的實踐經驗作的補充規(guī)定。,５.4 受壓構件的局部穩(wěn)定,5.4.4條 軸心受壓T形截面腹板原規(guī)定寬厚比

39、 ，對剖分T型鋼來說太嚴，經西建科大試驗研究，對T型鋼腹板的寬厚比限制改為： ① 軸心受壓構件和彎矩使自由邊受拉的壓彎構件熱軋T型鋼， 焊接T型鋼，,② 彎矩使腹板自由邊受壓的壓彎構件當當后者（腹板自由邊受壓），由于未作新的研究工作，仍保留原規(guī)范的規(guī)定。,第6章 疲勞計算,1．對附錄F（原附錄五）的疲勞分類表中項次5“梁翼緣焊縫”原規(guī)定為二級，但根據“施工驗收規(guī)范”，角焊縫因內部探傷不準確，不能達到二級。吊車梁受拉翼

40、緣常用角焊縫，這就產生了矛盾?，F增加規(guī)定了“三級焊縫，但外觀檢查符合二級”的疲勞類別。2．問題（1）不出現拉應力的部位可不計算疲勞。但對出現拉應力的部位，例如 、 和 、 兩種應力循環(huán)，都是150，疲勞強度相同，顯然不合理。（2）螺栓受拉時螺紋處的應力集中很大，疲勞強度很低，常

41、有疲勞破壞的實例，但規(guī)范沒有規(guī)定，應予補充。,第7章 連接計算,7.1 焊縫連接7.1.1條 有關焊縫質量等級的選用，是設計規(guī)范的新增條文。焊縫質量等級是原《鋼結構工程施工及驗收規(guī)范》GBJ205-83首先提到的，不過它只提到一、二、三級焊縫的質量標準，并未提到何種情況需要采用何級焊縫，而原設計規(guī)范GBJ17-88也沒有明確規(guī)定，導致一些設計人員對焊縫質量等級提出不恰當要求，影響工程質量或者給施工單位造成不必要的困難。,焊縫質量

42、等級的規(guī)定，大部份在設計規(guī)范有關條文或表格中已有反映，但不全面不集中，現集中為一條較為直觀明確。（1）在需要計算疲勞結構中的對接焊縫（包括T形對接與角接組合焊縫），受拉的橫向焊縫應為一級，縱向對接焊縫應為二級，新規(guī)范附表E-1，項次2、3、4已有反映。（2）在不需要計算疲勞的構件中，凡要求與母材等強的對接焊縫，受拉時不應低于二級。因一級或二級對接焊縫的抗拉強度正好與母材的相等，而三級焊縫只有母材強度的85%。,（3） 重級工作制和Q

43、?50t的中級工作制吊車梁腹板與上翼緣之間以及吊車桁架上弦桿與節(jié)點板之間的T形接頭應予焊透，質量等級不低于二級。本來上述焊縫處于構件的彎曲受壓區(qū)，主要承受剪應力和輪壓產生的局部壓應力，沒有受到明確的拉應力作用，按理不會產生疲勞破壞，但由于承擔軌道偏心等帶來的不利影響，國內外均發(fā)現連接及附近經常開裂。所以我國74規(guī)（TJ17-74）規(guī)定此種焊縫“應予焊透”即不允許采用角焊縫；而88年規(guī)范（GBJ17-88）又補充規(guī)定“不低于二級質量標準”

44、。對新規(guī)范來說，此內容已放在7.1.1條，故將“構造要求”一章的這部份規(guī)定取消。（4）對角焊縫以及不焊透的對接與角接組合焊縫，由于內部探傷困難，不能要求其質量等級為一級或二級。因此對需要驗算疲勞結構的此種焊縫只能規(guī)定其外觀質量標準應符合二級，此內容在設計規(guī)范GB50017疲勞計算分類表（表E-1）項次5中已有反映。,（5）關于本條提到的“需要驗算疲勞結構中的橫向對接焊縫受壓時應為二級”、“不需要計算疲勞結構中與母材等強的受壓對接焊縫宜

45、為二級”。在設計規(guī)范的其它條文中沒有提到，這是根據過去工程實踐和參考國外標準規(guī)定的，例如美國《鋼結構焊接規(guī)范》AWS中，對要求熔透的與母材等強的對接焊縫，不論承受動力荷載或靜力載，亦不論受拉或受壓，均要求無損探傷，而我國的三級焊縫是不進行無損探傷的。由于對接焊縫中存在很大殘余拉應力，外壓力往往不能完全抵消此拉應力，在某些情況（例如吊車梁上翼緣中的對接焊縫）常有偶然偏心力作用（例如吊車軌道的偏移），使名義上為受壓的焊縫受力復雜，常難免有拉

46、應力存在。,7.1.3、7.1.3條 GBJ17-88規(guī)范規(guī)定角焊縫和不加引弧板的對接焊縫，每條焊縫的計算長度均采用實際長度減去10mm。經討論，此種不分焊縫大小取為定值的辦法不合理，現參考國外標準改為：對接焊縫減去2t；角焊縫減去2hf。7.1.4條 斜角角焊縫的計算兩焊腳邊夾角?不等于900的角焊縫稱為斜角角焊縫，這種焊縫一般用于T形接頭中。,與原規(guī)范一樣，斜角角焊縫計算時不考慮應力方向，任何情況都取?f或（?f?）=1.

47、0。這是因為以前對角焊縫的試驗研究一般都是針對直角角焊縫進行的，對斜角角焊縫研究很少。而且，我國采用的計算公式也是根據直角角焊縫簡化而得，不能用于斜角角焊縫。,新規(guī)范參考美國《鋼結構焊接規(guī)范》（AWS）并與我國《建筑鋼結構焊接技術規(guī)程》進行協調，作了下列修改：（1）規(guī)定銳角角焊縫兩焊腳邊夾角??600，而鈍角角焊縫??1350。這表示焊腳邊夾角小于600或大于1350的焊縫不推薦用作受力焊縫。（2）原規(guī)范規(guī)定的銳角角焊縫計算厚度取h

48、e=0.7hf，比實際的喉部尺寸小，這是考慮到當?角較小時，焊縫根部不易焊滿以及在熔合線的強度較低這兩個因素。現規(guī)定??600已無此問題。因此，不論銳角和鈍角的計算厚度均統一取為喉部尺寸he=hfcos?/2。但當根部間隙（b、b1或b2）>1.5mm，則應考慮間隙影響，取 。,上式可根據前頁圖中的幾何關系推導得出，圖中垂直于斜邊的虛線即計算厚度。（3）新規(guī)范規(guī)定任何情況

49、根部間隙（b、b1或b2）不得大于5mm，主要是圖a中的b1可能大于5mm。如果是這樣，可將板端切成圖b的形狀并使b?5mm。對于斜T形接頭的角焊縫，在設計圖中應繪制大樣，詳細標明兩側斜角角焊縫的焊腳尺寸。,7.2 緊固件（螺栓、鉚釘等）連接,7.2.2條（1）表7.2.2-1中的抗滑移系數?值作了一些修正，原規(guī)范噴砂（丸）和噴砂后生赤銹時Q345、Q390和Q420鋼的μ=0.55，實際上達不到此要求，降為0.50。（2）高強度

50、螺栓的預拉力P，原規(guī)范取為 式中考慮螺栓材質的不定性系數0.9；施工時的超張拉0.9；擰緊螺帽時螺桿所受扭轉剪應力影響系數1.2。,由此得出的8.8級螺栓的P，使抗剪承載力有時（當μ?0.4時）比同直徑的粗制螺栓還低，不合理，且與薄鋼規(guī)范的規(guī)定不協調，現改為由于高強度螺栓材料無明顯的屈服點，用抗拉強度fu代替fy再補充一個系數0.9是適宜的。（3）將同時受剪和拉力的摩擦型高強度螺栓的計算改用相關公式

51、 表達，實質與原規(guī)范未變，由Nvb=0.9nfμP和Ntb=0.8P，代入后即得原規(guī)范計算式Nv=0.9nfμ(P-1.25Nt)。,7.2.3條 取消原規(guī)范“承壓型高強度螺栓連接的抗剪承載力不得大于按磨擦型連接計算的1.3倍”的規(guī)定。理由為，原規(guī)范的此規(guī)定是鑒于當時使用經驗不足，控制一下，使承壓型在正常情況下（即荷載標準值作用下）不滑移。但國外標準并沒有此規(guī)定，而承壓型不一定施加與摩擦型相同的預拉力，因此矛盾較多，況且現在已有使用經

52、驗。,7.3 組合工字梁翼緣連接,7.3.1條 組合梁翼緣焊縫連接。規(guī)范規(guī)定的計算式（7.3.1）與舊規(guī)范相同，式中根號內第二項指垂直于焊縫長度方向的應力。引入系數?f,對直接承受動力荷載的梁?f=1.0;對承受靜力載或間接承受動力載的梁?f =1.22。其實對后者來說，受有固定集中力處規(guī)定應設置支承加勁肋，此時取F=0。對前者又取?f =1.0。所以公式中的?f基本上無實際價值。,7.3.2條 原規(guī)范規(guī)定的計算式（7.3.2）在

53、右側漏掉了在計算截面處緊固件數目n1，新規(guī)范已加上。另外，規(guī)范條文提出計算“翼緣與腹板連接鉚釘或摩擦型連接高強度螺栓”，表示普通粗制螺栓和承壓型連接高強度螺栓不得用于此種連接，至于A、B級螺栓，由于制造費工、裝配困難，也不推薦采用。實際上，公式（7.3.2）還應包括翼緣板與翼緣角鋼之間的承載力計算，此時取F=0，S1為翼緣板截面對梁中和軸的面積矩。,7.4 梁與柱的剛性連接,在框架結構中，梁與柱的剛性連接是很重要的節(jié)點。原規(guī)范沒有本

54、節(jié)內容，現參考國外標準和我國實踐經驗，增加了本節(jié)。7.4.1條 規(guī)定了不設置橫向加勁肋時，對柱腹板和柱翼緣厚度的要求。① 在梁的受壓翼緣處，柱腹板受有梁翼緣經過柱翼緣傳給柱腹板的壓力，柱腹板應滿足強度要求和局部穩(wěn)定要求。,柱腹板的強度應與梁受壓翼緣等強，即betwfc?Afcfb式中 be—柱腹板計算寬度邊緣處壓應力的假定分布長度。參照梁的局部壓應力計算式，取be=a+5hy，a為集中壓力在柱外邊緣分布長度，等于梁翼緣板厚度

55、；hy為自柱外邊緣至柱腹板計算寬度邊緣的距離； tw—柱腹板厚度； fc—柱腹板鋼材抗拉、抗壓強度設計值； Afc—梁受壓翼緣的截面積； fb—梁翼緣鋼材抗拉、抗壓強度設計值。按此公式計算腹板強度時，忽略了柱腹板所受豎向壓力的影響。這是因為在框架內豎向壓力主要由柱翼緣傳遞，腹板內所受豎向壓應力一般較小。,為保證柱腹板在梁受壓翼緣壓力作用下的局部穩(wěn)定，應控制柱腹板的寬厚比，規(guī)范參考國外規(guī)定，偏安全地規(guī)

56、定柱腹板的寬厚比應滿足下式規(guī)定：式中 hc——柱腹板的計算寬度； fyc——柱腹板鋼材屈服點。② 在梁的受拉翼緣處，計算柱的翼緣和腹板仍用等強度準則，柱翼緣板所受拉力為：T=Aftfb 式中 Aft——梁受拉翼緣截面積； fb——梁鋼材抗拉強度設計值。,,此拉力T由柱翼緣板三個部份共同承擔，中間部份（分布長度為m）直接傳給柱腹板的力為fctbm（tb為梁翼緣厚度），余下部份由兩側各ABCD的板件

57、承擔。根據試驗研究，拉力在柱翼緣板的影響長度p≈12tc，可將此受力部份視為三邊固定一邊自由的板件，而在固定邊將因受彎形成塑性鉸。,可用屈服線理論導出兩側翼緣板的承載力設計值分別為P=c1fctc2式中c1為系數，與幾何尺寸p、h、q等有關。對實際工程中常用的H型鋼或寬翼緣工字鋼梁和柱，c1=3.5?5.0，可偏安全地取c1=3.5。這樣柱翼緣板受拉時的總承載力為2×3.5fctc2+fctbm?？紤]到柱翼緣板中間和兩側部

58、份剛度不同，難以充分發(fā)揮共同工作，可乘以0.8的折減系數后再與拉力T相平衡，即 即,在上式中，括號內第二項 ，按統計分析，此項的最小值為0.15，以此代入，即得當梁柱剛性連接處不滿足上述公式的要求時，應設置柱腹板的橫向加勁肋。在《高層民用建筑鋼結構技術規(guī)程》JGJ99-98中規(guī)定：“框架梁與柱剛性連接時，應在梁翼緣的對應位置設置柱的水平加勁肋（即橫向加勁肋）或隔板”

59、。這是因為高層鋼結構的梁、柱一般受力較大，設計經驗認為，沒有不需要設置柱橫向加勁肋的情況。,7.4.2條 設置柱的橫向加勁肋時，柱腹板節(jié)點域的計算① 節(jié)點域的抗剪強度計算在柱翼緣和橫向加勁肋為邊界的節(jié)點腹板區(qū)域所受的剪力:剪應力應滿足下式要求：規(guī)范規(guī)定的計算式（7.4.2-1）是在上式的基礎上加以調整和簡化而得。,,a．節(jié)點域的周邊有柱翼緣和加勁肋提供的約束，使抗剪承載力大大提高。試驗證明，可將節(jié)點域抗剪強度提高到

60、 。b.在節(jié)點域中彎矩的影響較大，剪力的影響較小。如果略去剪力項使算得的結果偏于安全20%?30%，但上式中沒有包括柱腹板所受軸壓力對抗剪強度的不利影響，一般柱腹板軸壓力設計值N與其屈服承載力Ny之比N/Ny<0.5，則軸壓力對抗剪強度不利影響系數為 ，與略去剪應力有利影響相互抵消而略偏安全。由此，上式即成為

61、 (a),式中的hbhctw=Vp稱為節(jié)點域的體積，對箱形截面柱，考慮兩腹板受力不均的影響，取Vp=1.8hbhctw。公式（a）僅適用于非抗震地區(qū)的結構。對地震區(qū)的結構，節(jié)點域的計算公式參見《建筑抗震設計規(guī)范》的規(guī)定。② 節(jié)點域腹板的穩(wěn)定：新規(guī)范規(guī)定為保證節(jié)點域的穩(wěn)定，應滿足下式要求： （hc+hb）/tw?90 (b)上式與抗震規(guī)范GB50011的規(guī)定相同

62、，也是美國規(guī)范的建議，為在強震情況下不產生彈塑性剪切失穩(wěn)的條件。但在抗震規(guī)范中，根據我國初步研究，在軸力和剪力共同作用下，保證不失穩(wěn)的條件應為（hc+hb）/tw?70。將此列為“注”。本規(guī)范不包括抗震，取消此“注”，只將公式（b）列入作為最低限值。,3．第7.4.3條，當柱腹板節(jié)點域不滿足公式（a）的要求時，需要采取加強措施。對由板件焊成的組合柱宜將腹板在節(jié)點域加厚，加厚的范圍應伸出梁上、下翼緣外不小于150mm處。對軋制H型鋼或工字

63、鋼柱，宜用補強板加強，補強板可伸出加勁肋各150mm，亦可不伸過加勁肋而與加勁肋焊接。此兩種加貼補強板的辦法，均有應用實例。補強板側邊應用角焊縫與柱翼緣相連，其板面尚應采用塞焊縫與柱腹板連成整體，塞焊點之間的距離不應大于較薄焊體厚度的 ，以防止補強板向外拱曲。至于采用斜加勁肋的補強辦法，對抗震耗能不利，而且與縱向梁連接有時在構造上亦有困難，一般僅用于輕型結構。,7.5 連接節(jié)點處板件的計算,本節(jié)為新增內容。連接

64、節(jié)點處板件（主要是桁架節(jié)點板）的計算方法，多年來一直是我國懸而未決的問題，直到1983年前后，重慶鋼鐵設計研究院會同云南省建筑設計院在昆明作了一系列雙角鋼桿件桁架節(jié)點板的試驗和理論分析研究，擬合出連接節(jié)點處板件在拉力作用下的強度計算公式和在桿件壓力作用下的穩(wěn)定計算式。這次修訂規(guī)范時，將上述研究成果加以整理并與國外有關規(guī)定對比，主要在桿件壓力作用下的計算和構造加以簡化，以方便使用。,7.5.1條 連接節(jié)點處板件的強度計算。當時的抗拉試

65、驗共有6種不同形式的16個試件，所有試件的破壞特征均為沿最危險的 線段撕裂破壞，即圖a中的三折線撕裂， 和 均與節(jié)點板邊緣線基本垂直,,沿BACD撕裂線割取自由體（圖b），由于板內塑性發(fā)展引起應力重分布，可假定破壞時在撕裂面各段上平行于腹桿軸線的應力 均勻分布，當各撕裂線段的折算應力達到抗拉強度fu時試件破壞。根據平衡條件并略去影響很小的M和V，則第i段撕裂面的平均正應力?i和平均剪應力?i為:

66、折算應力為即,即令 (a)則 由 寫成計算式則為 (b)式中 N——作用于板件的拉力； Ai——第i段撕裂面的凈截面積；,?I ——第i段的拉剪折算系數，由公式（a）計算； ——第i段撕裂面與拉力作用線的夾角。

67、公式（b）符合破壞機理，其計算結果與試驗值之比平均為87.5%，略偏安全且離散性小。此公式還適用于規(guī)范正文圖7.5.1中其它兩種板件的撕裂面的計算，它與美國規(guī)范的計算相同。,7.5.2條 桁架節(jié)點板強度的有效寬度計算法?？紤]到桁架節(jié)點板的外形往往不規(guī)則，用規(guī)范公式（7.5.1）計算比較麻煩，加以一些受動力荷載的桁架需要計算節(jié)點板的疲勞時，該公式更不適用，故參照國外多數國家的經驗，建議對桁架節(jié)點板可采用有效寬度法進行承載力計算。所

68、謂有效寬度即認為腹桿軸力Ｎ將通過連接件在節(jié)點板內按照某一個應力擴散角度傳至連接件端部與N相垂直的一定寬度范圍內，該一定寬度即稱為有效寬度be。在試驗研究中，假定be范圍內的節(jié)點板應力達到fu，并令be·t·fu=Nu(Nu為節(jié)點板破壞時的腹桿軸力)，按此法擬合的結果，當應力擴散角?=270時精確度最高，計算值與試驗值的比,值平均為98.9%，當?=300時此比值為106.8%，考慮到國外多數國家對應力擴散角均取為3