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[PDF] GB 50018-2002 - 中国标准 英文版

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GB 50018-2002 135 GB 50018-2002 9秒内发货PDF 冷弯薄壁型钢结构技术规范(不含条文说明)
基本信息
标准编号 GB 50018-2002 (GB50018-2002)
中文名称 冷弯薄壁型钢结构技术规范(附条文说明)
英文名称 Technical code of cold-formed thin-wall steel structures
行业 国家标准
中标分类 H44
字数估计 78,715
发布日期 2002-09-27
实施日期 2003-01-01
旧标准 (被替代) GBJ 18-1987
范围 本规范适用于建筑工程的冷弯薄壁型钢结构的设计与施工。

GB 50018-2002: 冷弯薄壁型钢结构技术规范(不含条文说明) GB 50018-2002 英文名称: Technical code of cold-formed thin-wall steel structures 1 总则 1.0.1 为使冷弯薄壁型钢结构的设计和施工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 本规范适用于建筑工程的冷弯薄壁型钢结构的设计与施工。 1.0.3 本规范未考虑直接承受动力荷载的承重结构和受有强烈侵蚀作用的冷弯薄壁型钢结构的特殊要求。 1.0.4 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制定的。 1.0.5 设计冷弯薄壁型钢结构时,应结合工程实际,合理选用材料、结构方案和构造措施,保证结构在运输、安装和使用过程中满足强度、稳定性和刚度要求,符合防火、防腐要求。 1.0.6 冷弯薄壁型钢结构的设计和施工,除应符合本规范外,尚应符合现行有关国家标准的规定。 2 术语、符号 2.1 术语 2.1.1 板件 elements 薄壁型钢杆件中相邻两纵边之间的平板部分。 2.1.2 加劲板件 stiffened elements 两纵边均与其他板件相连接的板件。 2.1.3 部分加劲板件 partially stiffened elements 一纵边与其他板件相连接,另一纵边由符合要求的边缘卷边加劲的板件。 2.1.4 非加劲板件 unstiffened elements 一纵边与其他板件相连接,另一纵边为自由的板件。 2.1.5 均匀受压板件 uniformly compressed elements 承受轴心均匀压力作用的板件。 2.1.6 非均匀受压板件 non-uniformly compressed elements 承受线性非均匀分布应力作用的板件。 2.1.7 子板件 sub-elements 一纵边与其他板件相连接,另一纵边与符合要求的中间加劲肋相连接或两纵边均与符合要求的中间加劲肋相连接的板件。 2.1.8 宽厚比 width-to-thickness ratio 板件的宽度与厚度之比。 2.1.9 有效宽厚比 effective width-to-thickness ratio 考虑受压板件利用屈曲后强度时,为了简化计算,将板件的宽度予以折减,折减后板件的计算宽度与板厚之比。 2.1.10 冷弯效应 effect of cold forming 因冷弯引起钢材性能改变的现象。 2.1.11 受力蒙皮作用 stressed skin action 与支承构件可靠连接的压型钢板体系所具有的抵抗板自身平面内剪切变形的能力。 2.1.12 喇叭形焊缝 flare groove welds 连接圆角与圆角或圆角与平板间隙处的焊缝。 2.2 符号 2.2.1 作用及作用效应 B--双力矩; F--集中荷载; M--弯矩; N--轴心力; Nt--一个连接件所承受的拉力; Nv--一个连接件所承受的剪力; P--高强度螺栓的预拉力; V--剪力。 2.2.2 计算指标 E--钢材的弹性模量; G--钢材的剪变模量; --电阻点焊每个焊点的抗剪承载力设计值; --一个螺栓的抗拉承载力设计值; --一个螺栓的抗剪承载力设计值; --一个螺栓的承压承载力设计值; --一个自攻螺钉或射钉的抗拉承载力设计值; --一个连接件的抗剪承载力设计值; f--钢材的抗拉、抗压和抗弯强度设计值; fcc--钢材的端面承压强度设计值; fv--钢材的抗剪强度设计值; fy--钢材的屈服强度; --螺栓的承压、抗拉和抗剪强度设计值; --对接焊缝的抗压、抗拉和抗剪强度设计值; --角焊缝的抗压、抗拉和抗剪强度设计值; σ--正应力; τ--剪应力。 2.2.3 几何参数 A--毛截面面积; An--净截面面积; Ae--有效截面面积; Aen--有效净截面面积; H--柱的高度; H0--柱的计算高度; I--毛截面惯性矩; In--净截面惯性矩; It--毛截面抗扭惯性矩; Iω--毛截面扇性惯性矩; Ies--压型钢板边加劲肋的惯性矩; Iis--压型钢板中加劲肋的惯性矩; S--毛截面面积矩; W--毛截面模量; Wn--净截面模量; Wω--毛截面扇性模量; Wc--有效截面模量; Wen--有效净截面模量; a--卷边的高度;格构式檩条上弦节间长度;连接件的间距; amax--连接件的最大容许间距; b--截面或板件的宽度; b0--截面的计算宽度(或高度); bs--压型钢板中子板件的宽度; be--板件的有效宽度; c--与计算板件邻接的板件的宽度; d--直径; d0--构件中孔洞的直径; dc--螺栓螺纹处的有效直径; e--偏心距; ea--荷载作用点到弯心的距离; e0--截面弯心在对称轴上的坐标(以形心为原点); ex--等效偏心距; h--截面或板件的高度; h0--腹板的计算高度; hf--角焊缝的焊脚尺寸; i--回转半径; l--长度或跨度;侧向支承点间的距离;型钢截面中心线长度; lw--焊缝的计算长度; l0--计算长度; lω--扭转屈曲的计算长度; ri--截面第i个棱角内表面的弯曲半径; t--厚度; θ--夹角; λ--长细比; λ0--换算长细比; λω--弯扭屈曲的换算长细比。 2.2.4 计算系数 k--受压板件的稳定系数; k1--板组约束系数; n--连接处的螺栓数;两侧向支承点间的节间总数; nc--内力为压力的节间数; nv--每个螺栓的剪切面数; n1--同一截面处的连接件数; α,β--构件的约束系数; βm--等效弯矩系数; γ--钢材抗拉强度与屈服强度的比值; γR--抗力分项系数; ξ1,ξ2--计算受弯构件整体稳定系数时采用的系数; η--计算受弯构件整体稳定系数时采用的系数;计算考虑冷弯效应的强度设计值时采用的系数;截面系数; ξ--计算受弯构件整体稳定系数时采用的系数; μ--刚架柱的计算长度系数; μb--梁的侧向计算长度系数; ρ--质量密度;受压板件有效宽厚比计算系数; --轴心受压构件的稳定系数; --受弯构件的整体稳定系数; --应力分布不均匀系数。 3 材料 3.0.1 用于承重结构的冷弯薄壁型钢的带钢或钢板,应采用符合现行国家标准《碳素结构钢》GB /T 700规定的Q235钢和《低合金高强度结构钢》GB /T 1591规定的Q345钢。当有可靠根据时,可采用其他牌号的钢材,但应符合相应有关国家标准的要求。 3.0.2 用于承重结构的冷弯薄壁型钢的带钢或钢板,应具有抗拉强度、伸长率、屈服强度、冷弯试验和硫、磷含量的合格保证;对焊接结构尚应具有碳含量的合格保证。 3.0.3 在技术经济合理的情况下,可在同一构件中采用不同牌号的钢材。 3.0.4 焊接采用的材料应符合下列要求: 1 手工焊接用的焊条,应符合现行国家标准《碳钢焊条》GB /T 5117或《低合金钢焊条》GB /T 5118的规定。选择的焊条型号应与主体金属力学性能相适应。 2 自动焊接或半自动焊接用的焊丝,应符合现行国家标准《熔化焊用钢丝》GB /T 14957的规定。选择的焊丝和焊剂应与主体金属相适应。 3 二氧化碳气体保护焊接用的焊丝,应符合现行国家标准《气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝》GB /T 8110的规定。 4 当Q235钢和Q345钢相焊接时,宜采用与Q235钢相适应的焊条或焊丝。 3.0.5 连接件(连接材料)应符合下列要求: 1 普通螺栓应符合现行国家标准《六角头螺栓C级》GB /T 5780的规定,其机械性能应符合现行国家标准《紧固件机械性能、螺栓、螺钉和螺柱》GB /T 3089.1的规定。 2 高强度螺栓应符合现行国家标准《钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈与技术条件》GB /T 1228~1231或《钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副》GB /T 3632~3633的规定。 3 连接薄钢板或其他金属板采用的自攻螺钉应符合现行国家标准《自钻自攻螺钉》GB /T 15856.1~4、GB /T 3098.11或《自攻螺栓》GB /T 5282~5285的规定。 3.0.6 在冷弯薄壁型钢结构设计图纸和材料订货文件中,应注明所采用的钢材的牌号和质量等级、供赁条件等以及连接材料的型号(或钢材的牌号)。必要时尚应注明对钢材所要求的机械性能和化学成分的附加保证项目 4 基本设计规定 4.1 设计原则 4.1.1 本规范采用以概率理论为基础的极限状态设计方法,以分项系数设计表达式进行计算。 4.1.2 冷弯薄壁型钢承重结构应按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行设计。 4.1.3 设计冷弯薄壁型钢结构时的重要性系数γ0应根据结构的安全等级、设计使用年限确定。 一般工业与民用建筑冷弯薄壁型钢结构的安全等级取为二级,设计使用年限为50年时,其重要性系数不应小于1.0;设计使用年限为25年时,其重要性系数不应小于0.95。特殊建筑冷弯薄壁型钢结构安全等级、设计使用年限另行确定 4.1.4 按承载能力极限状态设计冷弯薄壁型钢结构,应考虑荷载效应的基本组合,必要时尚应考虑荷载效应的偶然组合,采用荷载设计值和强度设计值进行计算。荷载设计值等于荷载标准值乘以荷载分项系数;强度设计值等于材料强度标准值除以抗力分项系数,冷弯薄壁型钢结构的抗力分项系数γR=1.165。 4.1.5 按正常使用极限状态设计冷弯薄壁型钢结构,应考虑荷载效应的标准组合,采用荷载标准值和变形限值进行计算。 4.1.6 计算结构构件和连接时,荷载、荷载分项系数、荷载效应组合和荷载组合值系数的取值,应符合现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009的规定。 注:对支承轻屋面的构件或结构(屋架、框架等),当仅承受一个可变荷载,其水平投影面积超过60m2时,屋面均布活荷载标准值宜取0.3kN/m2。 4.1.7 设计刚架、屋架、檩条和墙梁时,应考虑由于风吸力作用引起构件内力变化的不利影响,此时永久荷载的荷载分项系数应取1.0 4.1.8 结构构件的受拉强度应按净截面计算;受压强度应按有效净截面计算;稳定性应按有效截面计算。 4.1.9 构件的变形和各种稳定系数可按毛截面计算。 4.1.10 当采用不能滑动的连接件连接压型钢板及其支承构件形成屋面和墙面等围护体系时,可在单层房屋的设计中考虑受力蒙皮作用,但应同时满足下列要求: 1 应由试验或可靠的分析方法获得蒙皮组合体的强度和刚度参数,对结构进行整体分析和设计; 2 屋脊、檐口和山墙等关键部位的檩条、墙梁、立柱及其连接等,除了考虑直接作用的荷载产生的内力外,还必须考虑由整体分析算得的附加内力进行承载力验算; 3 必须在建成的建筑物的显眼位置设立永久性标牌,标明在使用和维护过程中,不得随意拆卸压型钢板,只有设置了临时支撑后方可拆换压型钢板,并在设计文件中加以规定。 4.2 设计指标 4.2.1 钢材的强度设计值应按表4.2.1采用 表4.2.1 钢材的强度设计值(N/mm2) 4.2.2 计算全截面有效的受拉、受压或受弯构件的强度,可采用按本规范附录C确定的考虑冷弯效应的强度设计值。 4.2.3 经退火、焊接和热镀锌等热处理的冷弯薄壁型钢构件不得采用考虑冷弯效应的强度设计值 4.2.4 焊缝的强度设计值应按表4.2.4采用 表4.2.4 焊缝的强度设计值(N/mm2) 4.2.5 C级普通螺栓强度设计值应按表4.2.5采用 表4.2.5 C级普通螺栓连接的强度设计值(N/mm2) 4.2.6 电阻点焊每个焊点的抗剪承载力设计值应按表4.2.6采用。 表4.2.6 电阻点焊的抗剪承载力设计值 4.2.7 计算下列情况的结构构件和连接时,本规范4.2.1至4.2.6条规定的强度设计值,应乘以下列相应的折减系数。 1 平面结构式檩条的端部主要受压腹杆:0.85; 2 单面连接的单角钢杆件: 1)按轴心受力计算强度和连接:0.85; 2)按轴心受压计算稳定性:0.6+0.0014λ; 注:对中间无联系的单角钢压杆,λ为按最小回转半径计算的杆件长细比。 3 无垫板的单面对接焊缝:0.85; 4 施工条件较差的高空安装焊缝:0.90; 5 两构件的连接采用搭接或其间填有垫板的连接以及单盖板的不对称连接:0.90。 上述几种情况同时存在时,其折减系数应连乘 4.2.8 钢材的物理性能应符合表4.2.8的规定。 表4.2.8 钢材的物理性能 4.3 构造的一般规定 4.3.1 冷弯薄壁型钢结构构件的壁厚不宜大于6mm,也不宜小于1.5mm(压型钢板除外),主要承重结构构件的壁厚不宜小于2mm。 4.3.2 构件受压部分的壁厚尚应符合下列要求: 1 构件中受压板件的最大宽厚比应符合表4.3.2的规定。 表4.3.2 受压板件的宽厚比限值 2 圆管截面构件的外径与壁厚之比,对于Q235钢,不宜大于100;对于Q345钢,不宜大于68。 4.3.3 构件的长细比应符合下列要求: 1 受压构件的长细比不宜超过表4.3.3中所列数值; 表4.3.3 受压构件的容许长细比 2 受拉构件的长细比不宜超过350,但张紧的圆钢拉条的长细比不受此限。当受拉构件在永久荷载和风荷载组合作用下受压时,长细比不宜超过250;在吊车荷载作用下受压时,长细比不宜超过200。 4.3.4 用缀板或缀条连接的格构式柱宜设置横隔,其间距不宜大于2~3m,在每个运输单元的两端均应设置横隔。实腹式受弯及压弯构件的两端和较大集中荷载作用处应设置横向加劲肋,当构件腹板高厚比较大时,构造上宜设置横向加劲肋。 5 构件的计算 5.1 轴心受拉构件 5.1.1 轴心受拉构件的强度应按下式计算: 式中 σ--正应力; N--轴心力; An--净截面面积; f--钢材的抗拉、抗压和抗弯强度设计值。 高强度螺栓摩擦型连接处的强度应按下列公式计算: 式中 n1--所计算截面(最外列螺栓)处的高强度螺栓数; n--在节点或拼接处,构件一端连接的高强度螺栓数; A--毛截面面积。 5.1.2 计算开口截面的轴心受拉构件的强度时,若轴心力不通过截面弯心(或不通过Z形截面的扇性零点),则应考虑双力矩的影响。 注:本条规定也适用于轴心受压、拉弯、压弯构件。 5.2 轴心受压构件 5.2.1 轴心受压构件的强度应按下式计算: 式中:Aen--有效净截面面积。 5.2.2 轴心受压构件的稳定性应按下式计算: 式中 --轴心受压构件的稳定系数,应按本规范表A.1.1-1或表A.1.1-2采用; Ae--有效截面面积。 5.2.3 计算闭口截面、双轴对称的开口截面和截面全部有效的不卷边的等边单角钢轴心受压构件的稳定系数时,其长细比应取按下列公式算得的较大值: 式中:λx、λy--构件对截面主轴x轴和y轴的长细比; l0x、l0y--构件在垂直于截面主轴x轴和y轴的平面内的计算长度; ix、iy--构件毛截面对其主轴x轴和y轴的回转半径。 5.2.4 计算单轴对称开口截面(如图5.2.4所示)轴心受压构件的稳定系数时,其长细比应取按公式5.2.3-2和下式算得的较大值: 式中 λω--弯扭屈曲的换算长细比; Iω--毛截面扇性惯性矩; It--毛截面抗扭惯性矩; e0--毛截面的弯心在对称轴上的坐标; lω--扭转屈曲的计算长度,lω=β·l; l--无缀板时,为构件的几何长度;有缀板时,取两相邻缀板中心线的最大间距; α,β--约束系数,按表5.2.4采用。 表5.2.4 开口截面轴心受压和压弯构件的约束系数 图5.2.4 单轴对称开口截面示意图 5.2.5 有缀板的单轴对称开口截面轴心受压构件弯扭屈曲的换算长细比λω可按公式5.2.4-1计算,约束系数α、β可按表5.2.4采用,但扭转屈曲的计算长度lω=β·a,a为缀板中心线的最大间距。 构件两支承点间至少应设置2块缀板(不包括构件支承点处的缀板或封头板在内)。 5.2.6 格构式轴心受压构件的稳定性应按公式5.2.2计算,其长细比应按下列规定取λ0x和λ0y中的较大值: 1 缀板连接的双肢格构式构件(如图5.2.6a所示)。 2 缀条连接的双肢格构式构件(如图5.2.6b所示)。 3 缀条连接的三肢格构式构件(如图5.2.6c所示)。 式中 λ0x、λ0y--格构式构件的换算长细比; λx--整个构件对x轴的长细比; λy--整个构件对虚轴(y轴)的长细比; λ1--单肢对其自身主轴(1轴)的长细比,计算长度取缀板间净距; A--所有单肢毛截面的面积之和; A1--构件横截面所截各斜缀条毛截面面积之和。 图5.2.6 格构式构件截面示意图 格构式轴心受压构件,当缀材为缀条时,其分肢的长细比λ1不应大于构件最大长细比λmax的0.7倍;当缀材为缀板时,λ1不应大于40,且不应大于λmax的0.5倍(当λmax<50时,取λmax=50),此时可不计算单肢的强度和稳定性。 斜缀条与构件轴线间的夹角宜不小于40°,不大于70°。 5.2.7 格构式轴心受压构件的剪力应按下式计算: 式中 V--剪力; A--构件所有单肢毛截面面积之和; fy--钢材的屈服强度,Q235钢的fy=235N/mm2,Q345钢的fy=345N/mm2。 剪力V值沿构件全长不变,由承受该剪力的有关缀板或缀条分担。 5.3 受弯构件 5.3.1 荷载通过截面弯心并与主轴平行的受弯构件(如图5.3.1所示)的强度和稳定性应按下列公式计算: 式中 Mmax--跨间对主轴x轴的最大弯矩; Vmax--最大剪力; Wenx--对主轴x轴的较小有效净截面模量; τ--剪应力; S--计算剪应力处以上截面对中和轴的面积矩; I--毛截面惯性矩; t--腹板厚度之和; --受弯构件的整体稳定系数,应按本规范附录A中A.2的规定计算; Wex--对截面主轴x轴的受压边缘的有效截面模量; fv--钢材抗剪强度设计值。 图5.3.1 荷载通过弯心并与主轴平行的受弯构件截面示意图 5.3.2 荷载偏离截面弯心但与主轴平行的受弯构件(如图5.3.2所示)的强度和稳定性应按下列公式计算: 图5.3.2 荷载偏离弯心但与主轴平行的受弯构件截面示意图 式中 M--计算弯矩; B--与所取弯矩同一截面的双力矩,当受弯构件的受压翼缘上有铺板,且与受压翼缘牢固相连并能阻止受压翼缘侧向变位和扭转时,B=0,此时可不验算受弯构件的稳定性。其他情况,B可按本规范附录A中A.4的规定计算; Wω--与弯矩引起的应力同一验算点处的毛截面扇性模量。 剪应力可按公式5.3.1-2验算。 5.3.3 荷载偏离截面弯心且与主轴倾斜的受弯构件(如图5.3.3所示),当在构造上能保证整体稳定性时,其强度可按式5.3.3-1计算: 式中 Mx、My--对截面主轴x、y轴的弯矩(图5.3.3所示的截面中,x轴为强轴,y轴为弱轴); Weny--对截面主轴y轴的有效净截面模量。 x轴和y轴方向的剪应力可分别按公式5.3.1-2验算。 上述受弯构件,当不能在构造上保证整体稳定性时,可按公式5.3.3-2计算其稳定性: 式中 Wey--对截面主轴y轴的受压边缘的有效截面模量。 图5.3.3 荷载偏离弯心且与主轴倾斜的受弯构件截面示意图 5.3.4 受弯构件支座处的腹板,当有加劲肋时应按公式5.2.2计算其平面外的稳定性,计算长度取受弯构件截面的高度,截面积取加劲肋截面积及加劲肋两侧各宽度范围内的腹板截面积之和(t为腹板厚度)。 支座处无加劲肋时,应按第7.1.7条的规定验算局部受压承载力。 5.4 拉弯构件 5.4.1 拉弯构件的强度应按下式计算: 式中 Wnx、Wny--对截面主轴x、y轴的净截面模量。 若拉弯构件截面内出现受压区,且受压板件的宽厚比大于第5.6.1条规定的有效宽厚比时,则在计算其净截面特性时应按图5.6.5所示位置扣除受压板件的超出部分。 5.5 压弯构件 5.5.1 压弯构件的强度应按下式计算: 5.5.2 双轴对称截面的压弯构件,当弯矩作用于对称平面内时,应按公式5.5.2-1计算弯矩作用平面内的稳定性: 式中 M--计算弯矩,取构件全长范围内的最大弯矩; βm--等效弯矩系数; N'E--系数,; E--钢材的弹性模量; λ--构件在弯矩作用平面内的长细比; We--对最大受压边缘的有效截面模量。 当弯矩作用在最大刚度平面内时(如图5.5.2所示),尚应按公式5.5.2-2计算弯矩作用平面外的稳定性: 式中 η--截面系数,对闭口截面η=0.7,对其他截面η=1.0; --对y轴的轴心受压构件的稳定系数,其长细比应按公式5.2.3-2计算; --当弯矩作用于最大刚度平面内时,受弯构件的整体稳定系数,应按本规范附录A中A.2的规定计算,对于闭口截面可取=1.0。 Mx应取构件计算段的最大弯矩。 图5.5.2 双轴对称截面示意图 5.5.3 压弯构件的等效弯矩系数βm应按下列规定采用: 1 构件端部无侧移且无中间横向荷载时: 式中 M1、M2--分别为绝对值较大和较小的端弯矩,当构件以单曲率弯曲时取正值,当构件以双曲率弯曲时,取负值。 2 构件端部无侧移但有中间横向荷载时: βm=1.0 3 构件端部有侧移时: βm=1.0 5.5.4 单轴对称开口截面(如图5.2.4所示)的压弯构件,当弯矩作用于对称平面内时,除应按第5.5.2条计算弯矩作用平面内的稳定性外,尚应按公式5.2.2计算其弯矩作用平面外的稳定性,此时,公式5.2.2中的轴心受压构件稳定系数应按公式5.5.4-1算得的弯扭屈曲的换算长细比λω由本规范表A.1.1-1或表A.1.1-2查得。 式中 ex--等效偏心距,,当偏心在截面弯心一侧时ex为负,当偏心在与截面弯心相对的另一侧时ex为正。M取构件计算段的最大弯矩; ξ2--横向荷载作用位置影响系数,查表A.2.1; s--计算系数,按公式5.2.4-2计算; ea--横向荷载作用点到弯心的距离:对于偏心压杆或当横向荷载作用在弯心时ea=0;当荷载不作用在弯心且荷载方向指向弯心时ea为负,而离开弯心时ea为 正。 若l0x≤l0y,当压弯构件采用本规范表B.1.1-3或表B.1.1-4中所列型钢或当时,可不计算其弯矩作用平面外的稳定性。 当弯矩作用在对称平面内(如图5.2.4所示),且使截面在弯心一侧受压时,尚应按下式计算: 式中 βmy--对y轴的等效弯矩系数,应按第5.5.3条的规定采用; w'ey--截面的较小有效截面模量; N'ey--系数,。 5.5.5 单轴对称开口截面压弯构件,当弯矩作用于非对称主平面内时(如图5.5.5所示),除应按公式5.5.5-1计算其弯矩作用平面内的稳定性外,尚应按公式5.5.5-2计算其弯矩作用平面外的稳定性。 图5.5.5 单轴对称开口截面绕对称轴弯曲示意图 式中 --对x轴的轴心受压构件的稳定系数,其长细比应按公式5.2.4-1计算; N'Ex--系数,。 5.5.6 双轴对称截面双向压弯构件的稳定性应按下列公式计算: 式中 by--当弯矩作用于最小刚度平面内时,受弯构件的整体稳定系数,应按本规范附录A中A.2的规定计算; βmx--对x轴的等效弯矩系数,应按第5.5.3条的规定采用。 5.5.7 格构式压弯构件,除应计算整个构件的强度和稳定性外,尚应计算单肢的强度和稳定性。 计算缀板或缀条内力用的剪力,应取构件的实际剪力和按第5.2.7条算得的剪力中的较大值。 5.5.8 格构式压弯构件,当弯矩绕实轴(x轴)作用时,其弯矩作用平面内和平面外的整体稳定性计算均与实腹式构件相同,但在计算弯矩作用平面外的整体稳定性时,公式5.5.2-2中的应按第5.2.6条中的换算长细比λ0y确定,b应取1.0;当弯矩绕虚轴(y轴)作用时,其弯矩作用平面内的整体稳定性应按下式计算: 式中 、N'Ey均应按换算长细比λ0y确定,弯矩作用平面外的整体稳定性可不计算,但应计算分肢的稳定性。 5.6 构件中的受压板件 5.6.1 加劲板件、部分加劲板件和非加劲板件的有效宽厚比应按下列公式计算: 式中 b--板件宽度; t--板件厚度; be--板件有效宽度; α--计算系数,α=1.15-0.15,当<0时,取α=1.15; --压应力分布不均匀系数,; σmax--受压板件边缘的最大压应力(N/mm2),取正值; σmin--受压板件另一边缘的应力(N/mm2),以压应力为正,拉应力为负; bc--板件受压区宽度,当≥0时,bc=b;当<0时,bc=; ρ--计算系数,,其中σ1按本规范第5.6.7条、5.6.8条的规定确定; k--板件受压稳定系数,按第5.6.2条的规定确定; k1--板组约束系数,按第5.6.3条的规定采用;若不计相邻板件的约束作用,可取k1=1。 5.6.2 受压板件的稳定系数可按下列公式计算: 1 加劲板件。 当1≥>0时: 当0≥≥-1时: 2 部分加劲板件。 1)最大压应力作用于支承边(如图5.6.2a所示)。 当≥-1时: 2)最大压应力作用于部分加劲边(如图5.6.2b所示)。 当≥-1时: 3 非加劲板件。 1)最大压应力作用于支承边(如图5.6.2c所示)。 当1≥>0时: 当0≥>-0.4时: 当-0.4≥≥-1时: 2)最大压应力作用于自由边(如图5.6.2d所示)。 当≥-1时: 注:当<-1时,以上各式的k值按=-1的值采用。 图5.6.2 部分加劲板件和非加劲板件的应力分布示意图 5.6.3 受压板件的板组约束系数应按下列公式计算: 当ξ≤1.1时: 当ξ>1.1时: 式中 b--计算板件的宽度; c--与计算板件邻接的板件的宽度,如果计算板件两边均有邻接板件时,即计算板件为加劲板件时,取压应力较大一边的邻接板件的宽度; k--计算板件的受压稳定系数,由第5.6.2条确定; kc--邻接板件的受压稳定系数,由第5.6.2条确定。 当k1>k'1时,取k1=k'1,k'1为k1的上限值。对于加劲板件k'1=1.7;对于部分加劲板件k'1=2.4;对于非加劲板件k'1=3.0。 当计算板件只有一边有邻接板件,即计算板件为非加劲板件或部分加劲板件,且邻接板件受拉时,取k1=k'1。 5.6.4 部分加劲板件中卷边的高厚比不宜大于12,卷边的最小高厚比应根据部分加劲板的宽厚比按表5.6.4采用。 表5.6.4 卷边的最小高厚比 5.6.5 当受压板件的宽厚比大于第5.6.1条规定的有效宽厚比时,受压板件的有效截面应自截面的受压部分按图5.6.5所示位置扣除其超出部分(即图中不带斜线部分)来确定,截面的受拉部分全部有效。 图5.6.5 受压板件的有效截面图 图5.6.5中的be1和be2按下列规定计算: 对于加劲板件: 当≥0时: 当<0时: be1=0.4be,be2=0.6be (5.6.5-2) 对于部分加劲板件及非加劲板件: be1=0.4be,be2=0.6be (5.6.5-3) 式中be按第5.6.1条确定。 5.6.6 圆管截面构件的外径与壁厚之比符合第4.3.2条的规定时,在计算中可取其截面全部有效。 5.6.7 在轴心受压构件中板件的有效宽厚比应根据由构件最大长细比所确定的轴心受压构件的稳定系数与钢材强度设计值的乘积(f)作为σ1按第5.6.1条的规定计算。 5.6.8 在拉弯、压弯和受弯构件中板件的有效宽厚比应按下列规定确定: 1 对于压弯构件,截面上各板件的压应力分布不均匀系数应由构件毛截面按强度计算,不考虑双力矩的影响。最大压应力板件的σ1取钢材的强度设计值f,其余板件的最大压应力按推算。有效宽厚比按第5.6.1条的规定计算。 2 对于受弯及拉弯构件,截面上各板件的压应力分布不均匀系数及最大压应力应由构件毛截面按强度计算,不考虑双力矩的影响。有效宽厚比按第5.6.1条的规定计算。 3 板件的受拉部分全部有效。 6 连接的计算与构造 6.1 连接的计算 6.1.1 对接焊缝和角焊缝的强度应按下列公式计算: 1 对接焊缝轴心受拉。 2 对接焊缝轴心受压。 3 对接焊缝受弯同时受剪。 拉应力: 剪应力: 对接焊缝中剪应力τ和正应力σ均较大处: 4 正面直角角焊缝受剪(作用力垂直于焊缝长度方向)。 5 侧面直角角焊缝受剪(作用力平行于焊缝长度方向)。 6 在垂直于角焊缝长度方向的应力σf和沿角焊缝长度方向的剪应力τf共同作用处。 式中 lw--焊缝计算长度之和。采用引弧板或引出板施焊的对接焊缝,每条焊缝的计算长度可取其实际长度l;不符合上述施焊方法的对接焊缝和所有角焊缝,每条 焊缝的计算长度均取实际长度l减去2hf; hf--角焊缝的焊脚尺寸; t--连接构件中较薄板件的厚度; Wf--焊缝截面模量; Sf--焊缝截面的最大面积矩; If--焊缝截面惯性矩; σf--垂直于焊缝长度方向的应力,按焊缝有效截面(0.7hflw)计算; τf--沿焊缝长度方向的剪应力,按焊缝有效截面(0.7hflw)计算; --对接焊缝的抗压、抗拉强度设计值; --对接焊缝的抗剪强度设计值; --角焊缝的抗压、抗拉和抗剪强度设计值。 6.1.2 喇叭形焊缝的强度应按下列公式计算: 1 当连接板件的最小厚度小于或等于4mm时,轴力N垂直于焊缝轴线方向作用的焊缝(如图6.1.2-1所示)的抗剪强度应按下式计算: 轴力N平行于焊缝轴线方向作用的焊缝(如图6.1.2-2所示)的抗剪强度应按下式计算: 式中 t--连接钢板的最小厚度; lw--焊缝计算长度之和,每条焊缝的计算长度均取实际长度l减去2hf,hf应按图6.1.2-3确定; f--连接钢板的抗拉强度设计值。 图6.1.2-1 端缝受剪的单边喇叭形焊缝 图6.1.2-2 纵向受剪的喇叭形焊缝 图6.1.2-3 单边喇叭形焊缝 2 当连接板件的最小厚度大于4mm时,纵向受剪的喇叭形焊缝的强度除按公式6.1.2-2计算外,尚应按公式6.1.1-7做补充验算,但hf应按图6.1.2-2b或图6.1.2-3确定。 6.1.3 电阻点焊可用于构件的缀合或组合连接,每个焊点所承受的最大剪力不得大于本规范表4.2.6中规定的抗剪承载力设计值。 6.1.4 普通螺栓的强度应按下列规定计算: 1 在普通螺栓杆轴方向受拉的连接中,每个螺栓所受的拉力不应大于按下式计算的抗拉承载力设计值。 式中 de--螺栓螺纹处的有效直径; --螺栓的抗拉强度设计值。 2 在普通螺栓的受剪连接中,每个螺栓所受的剪力不应大于按下列公式计算的抗剪承载力设计值N和承压承载力设计值的较小者。 抗剪承载力设计值: 承压承载力设计值: 式中 nv--剪切面数; d--螺杆直径,对于全螺纹螺栓,取d=de; ∑t--同一受力方向的承压构件的较小总厚度; --螺栓的承压、抗剪强度设计值。 3 同时承受剪力和杆轴方向拉力的普通螺栓连接,应符合下列公式要求: 式中 Nv、Nt--每个螺栓所承受的剪力和拉力。 6.1.5 高强度螺栓摩擦型连接中,高强度螺栓的强度应按下列公式计算: 1 每个螺栓所受的剪力不应大于按下式计算的抗剪承载力设计值。 =α·nf·μ·P (6.1.5-1) 式中 α--系数,当最小板厚t≤6mm时取0.8,当最小板厚t>6mm时取0.9; nf--传力摩擦面数; μ--抗滑移系数,应按表6.1.5-1采用; P--高强度螺栓的预拉力,应按表6.1.5-2采用。 表6.1.5-1 抗滑移系数μ值 表6.1.5-2 高强度螺栓的预拉力P值(KN) 2 每个螺栓所受的沿螺栓杆轴方向的拉力不应大于按下式计算的抗拉承载力设计值。 =0.8P (6.1.5-2) 3 同时承受摩擦面间的剪力Nv和沿螺栓杆轴方向的拉力Nt作用的高强度螺栓应符合下列公式要求: Nv≤=α·nf·μ·(P-1.25Nt) (6.1.5-3) Nt≤0.8P (6.1.5-4) 6.1.6 在构件的节点处或拼接接头的一端,当螺栓沿受力方向的连接长度lb大于15d0时,应将螺栓的承载力设计值乘以折减系数;当lb大于60d0时,折减系数为0.7,d0为孔径。 6.1.7 用于压型钢板之间和压型钢板与冷弯型钢构件之间紧密连接的抽芯铆钉(拉铆钉)、自攻螺钉和射钉连接的强度可按下列规定计算: 1 在压型钢板与冷弯型钢等支承构件之间的连接件杆轴方向受拉的连接中,每个自攻螺钉或射钉所受的拉力应不大于按下列公式计算的抗拉承载力设计值。 当只受静荷载作用时: =17tf (6.1.7-1) 当受含有风荷载的组合荷载作用时: =8.5tf (6.1.7-2) 式中 --一个自攻螺钉和射钉的抗拉承载力设计值(N); t--紧挨钉头侧的压型钢板厚度(mm),应满足0.5mm≤t≤1.5mm; f--被连接钢板的抗拉强度设计值(N/mm2)。 当连接件位于压型钢板波谷的一个四分点时(如图6.1.7b所示),其抗拉承载力设计值应乘以折减系数0.9;当两个四分点均设置连接件时(如图6.1.7c所示)则应乘以折减系数0.7。 自攻螺钉在基材中的钻入深度tc应大于0.9mm,其所受的拉力应不大于按下式计算的抗拉承载力设计值。 =0.75tcdf (6.1.7-3) 式中 d--自攻螺钉的直径(mm); tc--钉杆的圆柱状螺纹部分钻入基材中的深度(mm); f--基材的抗拉强度设计值(N/mm2)。 图6.1.7 压型钢板连接示意图 2 当连接件受剪时,每个连接件所承受的剪力应不大于按下列公式计算的抗剪承载力设计值。 抽芯铆钉和自攻螺钉: 当=1时: 当≥2.5时: =2.4tdf (6.1.7-6) 当介于1和2.5之间时,可由公式6.1.7-4和6.1.7-6插值求得。 式中 --一个连接件的抗剪承载力设计值(N); d--铆钉或螺钉直径(mm); t--较薄板(钉头接触侧的钢板)的厚度(mm); t1--较厚板(在现场形成钉头一侧的板或钉尖侧的板)的厚度(mm); f--被连接钢板的抗拉强度设计值(N/mm2)。 射钉: =3.7tdf (6.1.7-7) 式中 t--被固定的单层钢板的厚度(mm); d--射钉直径(mm); f--被固定钢板的抗拉强度设计值(N/mm2)。 当抽芯铆钉或自攻螺钉用于压型钢板端部与支承构件(如檩条)的连接时,其抗剪承载力设计值应乘以折减系数0.8。 3 同时承受剪力和拉力作用的自攻螺钉和射钉连接,应符合下式要求: 式中 Nv、Nt--一个连接件所承受的剪力和拉力; 、--一个连接件的抗剪和抗拉承载力设计值。 6.1.8 由两槽钢(或卷边槽钢)连接而成的组合工形截面(如图6.1.8所示),其连接件(如焊缝、点焊、螺栓等)的最大纵向间距amax应按下列规定采用: 1 对于压弯构件,应取按下列公式算得之较小者。 式中 N1--同一截面处的连接件数; --一个连接件的抗剪承载力设计值,对于电阻点焊可取=; Iy--组合工形截面对平行于腹板的重心轴y的惯性矩; V--剪力,取实际剪力及按第5.2......

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