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《鋼結構設計標準》的理解與應用
關鍵詞:鋼結構設計 、 鋼結構設計公司
1、受彎和壓彎構件截面板件寬厚比等級。
新的《鋼結構設計標準》GB50017-2017規定了受彎和壓彎構件截面的翼緣和腹板的設計寬厚比等級限值S1 ~S5五級。SX 和對應的寬厚比均由小到大。它與鋼材強度等級、結構重要性和構件截面塑性變形密切相關。鋼材強度高、結構重要、塑性變形大,SX相對小。
一般構件按過去習慣,均采用S3和S4,前者截面允許部分塑性,即γ=1.05~1.2,后者不允許塑性變形,即γ=1。板件寬厚比限值對于翼緣-般 是不允許突破的,對于腹板可突破,按有效截面計算。近年也有將翼緣按有效截面計算(即取其限值,也有按ε降低鋼材強度)。S1和S2用于按塑性設計構件和高烈度地震區構件。S5 新《鋼結構設計標準》GB 50017-2017翼緣寬厚比已放寬至20,且與鋼號無關,本手冊將標準中的翼緣S5值改用S4的值,以與其他和國際規范接軌,而腹板取值仍按標準中S5取值。
2、支撐截面板件寬厚比等級限值
(表一)的構件適用于抗側力支撐中的受壓桿件。-般以受拉為主,不考慮壓桿卸載的單廠交叉支撐例外。
3、構件截面特性的取值。
這涉及毛截面和凈截面;有效毛截面和有效凈截面,其應用場合見
4、抗震性能化設計。
抗震性能化設計是通過不同的計算和構造,對不同烈度在三個水準下的震害性能評估。它是三水準設計的深化和補充。具體補充了中震驗算,在驗算中考慮了性能系數,即地震作用折減系數2。單層廠房一般按建筑抗震設計規范驗算小震下的結構抗震強度并按抗規采取抗震構造措施即能滿足中震和大震下的使用要求,-般不必驗算其中震和大震下的抗震強度,小震驗算時不出現構件性能系數Ω。
5、內力分析與設計方法。
《鋼結構設計標準》GB 50017-2017第5章重點論述幾個問題。
(1)結構計算模型和計算假定應與構件的截面、連接的實際性能相符。如截面板件寬厚比等級為S1、S2、 S3才能考慮截面塑性變形發展,桁架節點通?梢暈殂q接。節點剛性引起彎矩效應與截面形狀(剛度)、節間長度與截面高度的比值有關。以下重點論述一階彈性分析、二階彈性分析、間接分析法與直接分析法的特點和應用場合。
(2) 一階彈性分析。分析時不考慮結構側移引起的附加側移彎矩。-般可采用表3 -24中的長度系數μ。
(3)二階彈性分析應考慮結構側移引起的附加側移彎矩,即P-△效應。通常有兩種方法計算二階效應:
(4)直接分析法。
a.必須考慮結構整體初始幾何缺陷、構件初始幾何缺陷及殘余應力,尚可考慮材料的彈塑性,直接算出考慮二階效應后的結構內力。再由公式(3-127)、 公式(3-128)驗算構件強度。
b.截面板件寬厚比等級為S1、S2。
c.以上為精確法,構件長度系數μ=1。
(5)以上三種方法的構件承載力均可采用規范的相關公式計算。
(6)上述論述的一階、二階間接分析法和直接分析法主要適用于框架柱。
6、材料的強度指標。
(1)過去設計規范中,只列鋼材和連接的強度設計值作為主要指標,而不列材料的屈服點( 強度)和抗扭強度。新的鋼結構設計規范除上述外,又增加了鋼材和連接的屈服點(強度)。
(2)在抗震性能化設計和材料檢驗中往往需要屈服點和抗拉強度:a.材料檢驗中,在抗震耗能區的材質必須滿足屈服強度(屈服點)實測值與抗拉強度實測值之比不應大于0.85。
b.抗震性能化設計中設防地震下的構件承載力一般用構建屈服點表示。
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