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《《钢结构设计规范钢结构设计规范》》（（GB50017)GB50017)和和《《冷弯薄壁型冷弯薄壁型钢结构技术规范钢结构技术规范》》（（GB50018)GB50018)修订内容评述修订内容评述张耀春张耀春哈尔滨工业大学哈尔滨工业大学主要内容主要内容1.1.关于建筑结构用钢关于建筑结构用钢2.2.关于基本设计原则关于基本设计原则3.3.关于基本构件设计关于基本构件设计4.4.关于连接、节点和构造关于连接、节点和构造5.5.关于用钢量指标关于用钢量指标6.6.应进一步研究的问题应进一步研究的问题11关于建筑结构用钢关于建筑结构用钢1.11.1““普钢普钢””规范的主要变动规范的主要变动（（11）增加了）增加了Q420Q420级钢，钢材的强度等级界于美国和欧级钢，钢材的强度等级界于美国和欧洲规范之间，如下表所示：洲规范之间，如下表所示：国内外主要建筑用钢对照表国内外主要建筑用钢对照表牌牌号号材材质质FFyy（（N/N/㎜㎜22））FFuu（（N/N/㎜㎜22））国别国别Q235Q235碳素结构钢碳素结构钢235235～～185185375375～～460460中国中国A36A36碳素结构钢碳素结构钢250250400400～～550550美国美国Fe360Fe360碳素结构钢碳素结构钢235235～～215215360360～～340340欧洲欧洲A529A529碳素结构钢碳素结构钢290290414414～～586586美国美国Fe430Fe430碳素结构钢碳素结构钢275275～～255255430430～～410410欧洲欧洲FeE275FeE275细晶粒结构钢细晶粒结构钢275275～～255255390390～～370370欧洲欧洲Q345Q345低合金高强度结构钢低合金高强度结构钢345345～～275275470470～～630630中国中国A242*,A441A242*,A441A588*A588*低合金低合金高强度结构钢高强度结构钢345345～～290290480480～～435435美美国国Fe510Fe510热轧非合金结构钢热轧非合金结构钢355355～～335335510510～～490490欧洲欧洲FeE355FeE355热轧细晶粒结构钢热轧细晶粒结构钢355355～～335335490490～～470470欧洲欧洲Q390Q390低合金高强度结构钢低合金高强度结构钢390390～～330330490490～～650650中国中国A572A572Grade60Grade60钶钶--钒低合金钒低合金高强度结构钢高强度结构钢415415～～520520～～美美国国Q420Q420低合金高强度结构钢低合金高强度结构钢420420～～360360520520～～680680中国中国A572A572Grade65Grade65钶钶--钒低合金钒低合金高强度结构钢高强度结构钢450450～～550550～～美美国国A514A514适于焊接的经调质处适于焊接的经调质处理的高强度合金钢板理的高强度合金钢板690690～～620620690690～～895895美美国国*为抗腐蚀钢（（22））关于钢材选用关于钢材选用11）强调了防止钢材脆性破坏问题；）强调了防止钢材脆性破坏问题；22）补充和完善了需要验算疲劳的焊接结构的选用原则；）补充和完善了需要验算疲劳的焊接结构的选用原则；33）补充了受拉或受弯的焊接构件中，当板厚）补充了受拉或受弯的焊接构件中，当板厚≥≥1616㎜㎜时，时，钢材应具有常温冲击韧性的合格保证；钢材应具有常温冲击韧性的合格保证；44）补充了厚度方向性能钢板的规定。）补充了厚度方向性能钢板的规定。（（33）调整）调整Q345Q345的抗力分项系数为的抗力分项系数为1.111.11，使设计值降低了，使设计值降低了1.6%1.6%左右。左右。1.21.2““薄钢薄钢””规范的主要变动规范的主要变动（（11）将冷弯构件的最大壁厚由）将冷弯构件的最大壁厚由66㎜㎜扩大到扩大到12.512.5㎜㎜；；（（22）采用国家标准，统一了钢材名称：）采用国家标准，统一了钢材名称：Q235Q235、、Q345,Q345,与欧、与欧、美规范相比，钢种偏少，强度等级偏低。国外用于冷弯的美规范相比，钢种偏少，强度等级偏低。国外用于冷弯的钢板屈服强度可达钢板屈服强度可达550550，具体见下页表：，具体见下页表：2/mmN欧洲薄钢规范建议的适用于冷弯的高强度钢钢钢种种等等级级ffybyb((NN//㎜㎜22))ffuu((NN//㎜㎜22))S315MCS315MC315315390390S355MCS355MC355355430430S420MCS420MC420420480480S460MCS460MC460460520520S500MCS500MC500500550550S550MCS550MC550550600600prEN1049:prEN1049:Part2Part21.3国内外规范有关钢材板厚方面的规定比较（板厚对抗脆断设计影响较大）（1）我国“普钢”规范只在3.3.1和8.7.1款有原则的规定，可操作性不强。另在3.3.3款中提出板厚≥16㎜的焊接钢构件，在受拉或受弯时应满足常温冲击功要求。（（22）美国规范）美国规范在重型型材一节中，提出翼缘板厚在重型型材一节中，提出翼缘板厚≥≥4444㎜㎜的型材采用全的型材采用全熔透焊缝连接成的构件；或由厚度熔透焊缝连接成的构件；或由厚度≥≥5050㎜㎜板材采用全熔透焊板材采用全熔透焊缝焊成的组合截面构件，其钢材应满足常温缝焊成的组合截面构件，其钢材应满足常温2020℃℃(+70(+70℉℉))冲冲击功不小于击功不小于2727J(20ftJ(20ft··lbs)lbs)的要求。的要求。（（33）欧洲规范）欧洲规范承受静力荷载或疲劳荷载承受静力荷载或疲劳荷载((非冲击荷载非冲击荷载))的房屋结构的钢材的房屋结构的钢材不需要进行抗脆断检查的最大厚度如下表所示：不需要进行抗脆断检查的最大厚度如下表所示：不需验算脆断的最大板厚不需验算脆断的最大板厚((㎜㎜））00℃℃--1010℃℃--2020℃℃S1S1S2S2S1S1S2S2S1S1S2S2EN10025EN10025ⅱⅱ:Fe360B:Fe360B1501504141108108303074742222使用条件使用条件ⅰⅰ钢材钢材等级和质量等级和质量Fe360CFe360C25025011011025025075751871875353Fe360DFe360D250250250250250250212212250250150150Fe430BFe430B909026266363191945451414Fe430CFe430C250250636315015045451231233333Fe430DFe430D2502501501502502501271272502508484Fe510BFe510B40401212292999212166Fe510CFe510C10610629297373212152521616Fe510DFe510D250250737317717752521501503838Fe510DDFe510DDⅲⅲ25025012812825025085852502505959i使用条件S1非焊接或只承受压力的构件S2焊接或承受拉力的构件ii超过100㎜厚的轧制型钢，其V型缺口冲击功应满足下列要求：厚度在150㎜之内时，在规定的试验温度下最小值为27J;板厚在150㎜到250㎜之间时，最小值为23J。ⅲ对Fe510DD级钢,在-20℃时的最小冲击功为40J。列入此行的钢材假定具有-30℃不小于27J的相当冲击功。（（44）举例比较分析）举例比较分析以工作温度低于以工作温度低于--2020℃℃需验算疲劳的需验算疲劳的Q345Q345级钢的焊接钢级钢的焊接钢构件为例：构件为例：中国：中国：不管板厚均选用不管板厚均选用Q345DQ345D美国：美国：tt≥≥4444㎜㎜轧制型钢轧制型钢Q345BQ345Btt≥≥5050㎜㎜焊接组合截面焊接组合截面Q345BQ345B板厚小于上述值时板厚小于上述值时,,Q345AQ345A欧洲：欧洲：tt≤≤66㎜㎜时，时，Q345BQ345B66㎜㎜＜＜tt≤≤1616㎜㎜时，时，Q345CQ345C1616㎜㎜＜＜tt≤≤3838㎜㎜时，时，Q345DQ345D3838㎜㎜＜＜tt≤≤5959㎜㎜时，时，Q345DDQ345DD22关于基本设计原则关于基本设计原则2.12.1““普钢普钢””规范的补充规范的补充（（11）框架梁柱节点的刚接、铰接和半刚性连接）框架梁柱节点的刚接、铰接和半刚性连接问题是如何判断三种连接形式？问题是如何判断三种连接形式？11）欧洲规范规定：）欧洲规范规定：（正切刚度）φMsdM弯矩转角特性曲线φM柱梁设计弯矩计算模型当当时，为铰接；时，为铰接；当当时，为刚接；时，为刚接；当当时，为半刚接；时，为半刚接；式中：式中：为连接的转动刚度为连接的转动刚度IIbb——被连接梁的惯性矩被连接梁的惯性矩LLbb——被连接梁的长度被连接梁的长度22）美国有关资料建议：采用梁线公式）美国有关资料建议：采用梁线公式((BeamBeam--Lineequation)Lineequation)区分节点的类型区分节点的类型bbsdjLEIS/5.0/≤Μ=φbbsdjLEIS/25/≥Μ=φbbjbbIEISLEI/25/5.0φ/sdjSΜ=φabφMbMabbqMFaMFbbb梁端最终的弯矩和转角两端嵌固的梁端弯矩假定端部有一定约束作用的梁在承受分布荷载作用下假定端部有一定约束作用的梁在承受分布荷载作用下最终的变形和端弯矩如上页图，则可写出梁的转角位移方最终的变形和端弯矩如上页图，则可写出梁的转角位移方程如下：程如下：由以上两式可求出由以上两式可求出(*)(*)考虑梁上为对称横向荷载作用时，考虑梁上为对称横向荷载作用时，，，，，(*)(*)式变为：式变为：,,该式称为梁线方程。该式称为梁线方程。当当时，时，,,相当于嵌固情况；相当于嵌固情况；当当时，时，,,相当于铰接情况。相当于铰接情况。bbbabbFaaLEILEIMMφφ24++=bbbabbFbbLEILEIMMφφ42++=()()()FbFabababbLEIΜ−Μ−Μ−Μ=−336φφabΜ−=Μabφφ−=FaFbΜ−=ΜabbFaaLEIφ2+Μ=Μ0=aφFaaΜ=Μ0=Μa()bbFaaLEI/2/Μ−=φ当当≥≥90%90%时，为刚接；时，为刚接；当当≤≤20%20%时，为铰接；时，为铰接；当当20%20%＜＜＜＜90%90%时，为半刚接。时，为半刚接。但美国规范尚没列入此建议。但美国规范尚没列入此建议。33）我国尚无具体规定。）我国尚无具体规定。弯矩转角曲线的三种类型aMφbMFaM1M3M2φa=Fa-M2EI/L受均布荷载的简支梁24EIa=φqL3二类连接三类连接一类连接q3L12=受均布荷载的完全嵌固梁FaM-bbbbbFaΜΜ/1FaΜΜ/2FaΜΜ/3（（22）关于纯框架的近似二阶弹性分析）关于纯框架的近似二阶弹性分析11））““普钢普钢””规范的方法规范的方法新规范采用附加水平荷载新规范采用附加水平荷载HHnini的方法来考虑结构和构件的方法来考虑结构和构件中的各种缺陷的影响，如下图：中的各种缺陷的影响，如下图：研究表明，框架层数越多，构件缺陷分布的随机性越大，在同一个方向缺陷叠加的几率就越小，我国规范采用下式计算附加水平荷载：φQ1Q2Q3Q32QQ1H=Q3φn32φn2H=QHφ=n1Q1（（3.2.83.2.8--11））式中式中QQii——第第ii楼层的总重力荷载；楼层的总重力荷载；nnss——框架总层数；框架总层数；ααyy——钢材强度影响系数，钢材强度钢材强度影响系数，钢材强度等级越高，等级越高，ααyy越大。越大。在考虑二阶弹性分析时，采用了近似的方法在考虑二