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钢结构设计规范GB50017—2003.pdf

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钢结构 设计规范 GB50017 2003
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第 1 页 UDC中华人民共和国国家标准 P GB 50017━2003 钢结构设计规范 Code for design of steel structures 2003-04-25 发布 2003-12-01 实施 中华人民共和国建设部 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 联合发布 第 2 页 中华人民共和国国家标准 钢结构设计规范 Code for design of steel structures GB 50017━2003 主编部门:中华人民共和国建设部 批准部门:中华人民共和国建设部 施行日期:2003年 12月 01日 筑 龙 网 2003 北京 第 3 页 中华人民共和国建设部公告 第 147号 建设部关于发布国家标准 《钢结构设计规范》的公告 现批准《钢结构设计规范》为国家标准,编号为 GB 500172003,自 2003年 12月 1 日起实施。其中,第 1.0.5、3.1.2、3.1.3、3.1.4 、3.1.5、3.2.1、3.3.3、3.4.1、3.4.2、8.1.4、 8.3.6、8.9.3、8.9.5、9.1.3条为强制性条文,必须严格执行。原《钢结构设计规范》GBJ17 88同时废止。 中华人民共和国建设部 二 00三年四月二十五日 第 4 页 前 言 根据建设部建标[1997]第 108 号文的通知要求,由北京钢铁设计研究总院会同有 关设计、教学和科研单位组成修订编制小组,对《钢结构设计规范》GBJ17—88 进行全 面修订。在修订过程中,制订了全面修订大纲,参考了大量的国外钢结构规范。规范初 稿完成后,在全国范围广泛征求意见,通过初稿、征求意见稿、送审稿,多次修改并组 织了十余个参编单位完成了新、老规范对比的试设计,最后于 2001 年 12 月完成《钢结 构设计规范》GB 50017—2003 报批稿。本次修订的主要内容有: 1. 原规范第一章 1.0.5条中有关“焊缝质量级别”,的规定,由说明改为正文,列为 第 7章 7.1.1条,并增加了确定焊缝质量级别的原则和具体规定。 2. 按建标[1996]626号文《工程建设标准编写规定》的要求,增加“术语”内容条文, 并与“符号”一同编入第 2章;原规范第二章“材料”的内容列入第 3章 3.3节“材料选 用”。 3.按照钢材新的国家标准,推荐了 Q235 钢、 Q345钢、 Q390钢和增补了 Q420 钢等。 对各类钢结构应具有的材质保证提出了更完整的要求,增加了 Q235 钢保证 0℃冲击韧性 的适用条件,增加了采用 Z 向钢及耐候钢的原则规定等,同时对各钢种设计指标作了少 量调整。 4. 在第 3 章中增加了“荷载和荷载效应计算”一节,着重提出了无支撑纯框架宜采 用考虑变形对内力影响的二阶弹性分析方法。取消了原规范中吊车横向水平荷载的增大 系数,给出了考虑吊车摆动产生横向水平力的计算公式。 5.“结构和构件变形的规定”的修改内容为: 1)在规范正文中只提设计原则,将变形限值的表格列入附录; 2)根据要求和经验可对变形限值适当调整。规定吊车梁的挠度用一台吊车轮压标准 值计算。 6.原规范梁腹板局部稳定的计算公式有较大改动, 不再把腹板看成是完全弹性的完善 板,而是考虑非弹性变形和几何缺陷的影响,同时给出利用屈曲后强度的计算方法,腹 板的约束系数也有所调整。将原规范正文中根据弹性板确定加劲肋间距的计算公式取消。 7.增补了组成板件厚度 t≥40mm 的工字形截面和箱形截面在计算轴心受压构件时的 截面类别规定,并增加了 d类截面的φ值。 第 5 页 8.增补了单轴对称截面轴压构件考虑绕对称轴弯扭屈曲的计算方法。 9.修改了减小受压构件或受压翼缘自由长度的侧向支承的支撑力计算方法, 修改了交 叉腹杆在平面外计算长度的确定方法。 10.将框架明确界定为无支撑纯框架、强支撑框架和弱支撑框架三类,并给出了各类 框架计算长度的计算方法。 11.新增了带有摇摆柱的无支撑纯框架柱和弱支撑框架柱的计算长度确定方法。 12.对应力变化的循环次数 n修改为: n等于或大于 5×10 4 次时, 应进行疲劳计算 (原 规范为 n等于或大于 10 5 次时才需进行疲劳计算)。同时对进行疲劳计算的构件和连接分 类作了少量修改。 13.修改了在 T形截面受压构件中,轴心受压构件和弯矩使腹板自由边受拉的压弯构 件,腹板高度与其厚度之比的规定。 14.增加了“梁与柱的刚性连接”和在国内外规范中首次提出的“连接节点处板件的 计算”等两节,其主要内容为: l)梁与柱刚性连接时如不设置柱的横向加劲肋,对柱腹板厚度或翼缘厚度要求的条 文。 2)板件在拉剪作用下的强度计算以及桁架节点板的强度计算和有关稳定计算方法及 规定。 15.补充了平板支座、球形支座及橡胶支座等内容的条文。 16. 增加了插入式柱脚、埋入式柱脚及外包式柱脚的设计和构造规定。 17.增加了大跨度屋盖结构的设计和构造要求的规定。 18.增加了提高寒冷地区结构抗脆断能力的要求的规定。 19. 在塑性设计和钢与混凝土组合梁中取消了原规范对钢材和连接的强度设计值要 乘折减系数 0.9的规定。 20. 增加了空间圆管节点强度计算公式。 增补了矩形管或方形管结构平面管节点强度 的计算方法及有关构造规定。 21.取消了原规范第十一章“圆钢、小角钢的轻型钢结构”。 22.增补了钢与混凝土连续组合梁负弯矩部位的计算方法,混凝土翼板用压型钢板做 底模的组合梁计算和构造特点,部分抗剪连接的组合梁的设计规定以及组合梁挠度计算。 本规范中,黑体字标识的条文为强制性条文,必须严格执行。 第 6 页 本规范由建设部负责管理和对强制性条文的解释,北京钢铁设计研究总院负责具体 内容的解释。在执行规范过程中,请各单位结合工程实际总结经验。对本规范的意见或 建议,请寄至北京钢铁设计研究总院《钢结构设计规范》国家标准管理组(地址:北京 白广路四号;邮编:100053;传真:010—63521024)。 本规范主编单位和主要起草人: 主编单位:北京钢铁设计研究总院 参编单位:重庆大学 西安建筑科技大学 重庆钢铁设计研究院 清华大学 浙江大学 哈尔滨工业大学 同济大学 天津大学 华南理工大学 水电部东北勘测设计院 中国航空规划设计院 中元国际工程设计研究院 冶金建筑研究院 西北电力设计院 马鞍山钢铁设计研究院 中国石化工程建设公司 武汉钢铁设计研究院 上海冶金设计院 马鞍山钢铁股份有限公司 杭萧钢结构公司 莱芜钢铁集团 喜利得(中国)有限公司 浙江精工钢结构公司。 第 7 页 鞍山东方轧钢公司 宝力公司 上海彭浦总厂 主要起草人:张启文 夏志斌 黄友明 陈绍著 王国周 魏明钟 赵熙元 崔 佳 张耀春 沈祖炎 刘锡良 梁启智 俞国音 刘树屯 崔无山 冯廉 夏正中 戴国欣 童根树 顾 强 舒兴平 邹 浩 石永久 但泽义 聂建国 陈以一 丁 阳 徐国彬 魏潮文 陈传钾 陈国栋 穆海生 张平远 陶红斌 王 稚 田思方 李茂新 陈瑞金 曹品然 武振字 邹亦农 侯 寇 郭耀杰 芦小松 朱 丹 刘 刚 张小平 黄明盔 胡 勇 张继宏 严正庭 第 8 页 目 录 1 总 则 .......................................................... 9 2 术语和符号 ...................................................... 10 3 基本设计规定 ..................................................... 19 4 受弯构件的计算 ................................................... 30 5 轴心受力构件和拉弯、压弯构件的计算................................ 44 6 疲劳计算 .........................................................68 7 连接计算 .........................................................71 8 构造要求 ........................................................86 9 塑性设计 ....................................................... 101 10 钢管结构 ....................................................... 105 11 钢与混凝土组合梁 ............................................... 116 附录A 结构或构件的变形容许值...................................... 128 附录B 梁的整体稳定系数............................................ 130 附录C 轴心受压构件的稳定系数...................................... 136 附录D 柱的计算长度系数............................................ 141 附录E 疲劳计算的构件和连接分离类.................................. 153 附录F 桁架节点板在斜腹杆压力作用下的稳定计算 ...................... 156 本规范用词说明 ..................................................... 158 第 9 页 1 总 则 1.0.1 为在钢结构设计中贯彻执行国家的技术经济政策,做到技术先进、经济合理、安全 适用、确保质量,特制定本规范。 1.0.2 本规范适用于工业与民用房屋和一般构筑物的钢结构设计,其中, 由冷弯成型钢 材制作的构件及其连接应符合现行国家标准《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB 50018 的 规定。 1.0.3 本规范的设计原则是根据现行国家标准《建筑结构可靠度设计统一标准》 GB 50068 制订的。按本规范设计时,取用的荷载及其组合值应符合现行国家标准《建筑结构荷载 规范》GB 50009 的规定;在地震区的建筑物和构筑物,尚应符合现行国家标准《建筑抗 震设计规范》 GB 50011、 《中国地震动参数区划图》 GB 18306和《构筑物抗震设计规范》 GB 50191的规定。 1.0.4 设计钢结构时,应从工程实际情况出发,合理选用材料、结构方案和构造措施,满 足结构构件在运输、安装和使用过程中的强度、稳定性和刚度要求,并符合防火、防腐 蚀要求。宜优先采用通用的和标准化的结构和构件,减少制作、安装工作量。 1.0.5 在钢结构设计文件中,应注明建筑结构的设计使用年限、钢材牌号、连接材料的型 号(或钢号)和对钢材所要求的力学性能、化学成分及其他的附加保证项目。此外,还 应注明所要求的焊缝形式、焊缝质量等级、端面刨平顶紧部位及对施工的要求。 1.0.6 对有特殊设计要求和在特殊情况下的钢结构设计,尚应符合现行有关国家标准的要 求。 第 10 页 2 术语和符号 第 11 页 第 12 页 第 13 页 第 14 页 第 15 页 第 16 页 第 17 页 第 18 页 第 19 页 3 基本设计规定 第 20 页 第 21 页 第 22 页 第 23 页 第 24 页 第 25 页 第 26 页 第 27 页 第 28 页 第 29 页 第 30 页 4 受弯构件的计算 第 31 页 第 32 页 第 33 页 第 34 页 第 35 页 第 36 页 第 37 页 第 38 页 第 39 页 第 40 页 第 41 页 第 42 页 第 43 页 第 44 页 5 轴心受力构件和拉弯、压弯构件的计算 第 45 页 第 46 页 第 47 页 第 48 页 第 49 页 第 50 页 第 51 页 第 52 页 第 53 页 第 54 页 第 55 页 第 56 页 第 57 页 第 58 页 第 59 页 第 60 页 第 61 页 第 62 页 第 63 页 第 64 页 第 65 页 第 66 页 第 67 页 第 68 页 6 疲劳计算 第 69 页 第 70 页 第 71 页 7 连接计算 第 72 页 第 73 页 第 74 页 第 75 页 第 76 页 第 77 页 第 78 页 第 79 页 第 80 页 第 81 页 第 82 页 第 83 页 第 84 页 第 85 页 第 86 页 8 构造要求 第 87 页 第 88 页 第 89 页 第 90 页 第 91 页 第 92 页 第 93 页 第 94 页 第 95 页 第 96 页 第 97 页 第 98 页 第 99 页 第 100 页 第 101 页 9 塑性设计 第 102 页 第 103 页 第 104 页 第 105 页 10 钢管结构 第 106 页 第 107 页 第 108 页 第 109 页 第 110 页 第 111 页 第 112 页 第 113 页 第 114 页 第 115 页 第 116 页 11 钢与混凝土组合梁 第 117 页 第 118 页 第 119 页 第 120 页 第 121 页 第 122 页 第 123 页 第 124 页 第 125 页 第 126 页 第 127 页 第 128 页 附录A 结构或构件的变形容许值 第 129 页 第 130 页 附录B 梁的整体稳定系数 第 131 页 第 132 页 第 133 页 第 134 页 第 135 页 第 136 页 附录C 轴心受压构件的稳定系数 第 137 页 第 138 页 第 139 页 第 140 页 第 141 页 附录D 柱的计算长度系数 第 142 页 第 143 页 第 144 页 第 145 页 第 146 页 第 147 页 第 148 页 第 149 页 第 150 页 第 151 页 第 152 页 第 153 页 附录E 疲劳计算的构件和连接分离类 第 154 页 第 155 页 第 156 页 附录F 桁架节点板在斜腹杆压力作用下的稳定计算 第 157 页 第 158 页 本规范用词说明
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