《钢结构设计规范》

《钢结构设计规范》修订 情况介绍重庆大学 魏明钟教授

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总 则增加提到有关规范名称，如荷载规范、冷弯 薄壁型钢结构技术规范、抗震规范(包括《建

筑抗震设计规范》、《构筑物抗震设计规范》、《中国地震动参数区划图》)等。但防火规范

是在第8章8.9.4条中提到。

焊缝质量级别如何取用，放7.1.1条。

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术语和符号

按新规定增加此一章。主要列出《建筑结构

设计术语和符号标准》(GB/T50083-97)中没 有的术语(如腹板“通用高厚比”等),但符 号列出较全。

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基本设计规定新增加了 3.2节 荷载和荷载效应计算 3.2.1条 修订后的荷载规范将屋面均布活荷载标准值

统一规定为 0.5kN/m2 (原规定分 0.3 、 0.5 、 0.7kN/m2 三级),但注明“对不同结构可按有关设计规范作 0.2kN/m2 的增减”。所以本规范在本条注明了“对支 承轻屋面的构件或结构，当仅有一个可变荷载且受荷 面积超过 60m2 时，取 0.3kN/m2 ” ;对重屋面由于增加 了以永久荷载为主的组合，不再提高屋面活荷载。

3.2 荷载和荷载效应计算 3.2.1条 结构的重要性系数 0,《统一标准》7.0.3 条注“对设计工作寿命为 25 年的结构构 件，各结构规范可根据各自情况确定 0 值”。 本规范根据工作寿命50年时 0=1.0,工作寿命

5 年时 0 = 0.9 ,故规定工作寿命 25 年取 0 =0.95。

3.2.2条 原规范对重级工作制吊车梁，将荷载规范规定

的横向水平荷载乘以增大系数以考虑吊车的摇摆力。现改 为按下式计算：

HK= Pkmax式中Pkmax为吊车轮压标准值；系数 =0.1(一般软钩), 0.15(抓斗、磁盘)和0.2(硬钩)。 根据《起重机设计规范》(GB3811-83),按吊车利用 等级(即循环次数，分为U0-U9等10级)和载荷状态(载荷

谱系数Kp有轻、中、重、特重等4级)综合划分吊车工作级别为A1 A8级。本规范所指轻级工作制即A1 A2级；中级为 A4 A5级；重级为A6 A8级(其中A8为特重级)。

N U 3.2.8条 “对 >0.1的框架结构(一般指无 H h 支撑纯框架)宜采用二阶弹性分析”。此处 N为所计算楼层各柱轴压力之和； H为所计算楼层及以上各层水平 力之和； h 为所计算楼层的高度； u 为所计算楼层按一

阶分析的层间侧移，此处可用位移容许值[ u]代替。a.采用二阶分析时，应在每层柱顶附加考虑假想水平力 Hni:

H ni

y Qi250

0.2

1 ns

式中， Qi 为第 i 楼层的总 重力荷载设计值； ns 为 框架总层数； y 为钢材 强度影响系数；

Q235钢， y =1.0;

Q345钢， y =1.1;Q390 钢， y =1.2 ; Q420 钢， y =1.25。

b. 采用二阶分析时，框架柱的计算长

度系数μ =1.0。 c. 规范提出了采用二阶弹性分析时，杆端弯矩的近似计

算方法式中

M2=M1b+ 2i M1s1 2i = N u 1 H h

M1b 、M1s ── 分别为框架无侧移或有侧移时按一阶弹性分析求得的杆件端弯矩；

2i ── 考虑二阶效应第i层杆件的侧移弯矩增大系数。

3.3

材料选用(原规范第二章材料)

3.3.1 条 增 加 使 用 钢 材 的 牌 号 ( 原 规 范 有 3 号 钢 、 16Mn、15MnV)现为： Q235 (相当于作废的旧标准的3号钢) Q345 ( 相 当 于 作 废 的 旧 标 准 的 16Mn 、 12MnV 、 14MnNb、16MnRE、18Nb) Q390 ( 相当于作废的旧标准的 15MnV 、 15MnTi 、 16MnNb) Q420 ( 相 当 于 作 废 的 旧 标 准 的 15MnVN 、 14MnVTiRE) 其中，15MnVN曾用于九江长江大桥(栓焊铁路桥)。

3.3.5条

增加Z向钢，厚板容易出现层状撕

裂，这对沿厚度方向受拉的接头来说是很不利的，因而需要采用厚度方向性能钢材。 我国建筑抗震设计规范和建筑钢结构焊 接技术规程中均规定厚度大于 40mm 时应采用 厚度方向性能钢材。

3.3.6条

增加耐候钢，

3.4

设计指标钢 材 强 度 设 计 值 为 f y/ R 。 R 为 抗 力 分 项 系 数 ， 对

Q235 钢， R =1.087 ;对 Q345 、 Q390 和 Q420 钢， R =1.111。这样对Q345钢来说，比原规范的16Mn( R

=1.087)强度设计值有所降低。原因为：① Q345钢包括旧标准的5种钢材，统计资料不足；

② 近年来发现16Mn钢质量不理想，稍厚(当t>20 mm)就容易分层。

钢材厚度增加到100mm(原规范3号钢 50mm,16Mn和 15MnV钢 36mm),这是为了与轴压d曲线相呼应。其实， 厚板的统计资料尚不够充分。 普通螺栓的 A 、 B 级，根据 GB5782-86 ,其材料不是 3 号钢，而是8.8级，现改取ftb=400N/mm2, fvb=320N/mm2。

A、B级螺栓都是以前的“精制螺栓”,质量标准要求 相同。只是 A 级螺栓用于 d 24mm 和 L (螺栓公称长度) 10d或 L 150mm (按较小值); d 或 L 较大者称为 B 级螺栓。铆钉连接在验收规范 GB50205 中已无条文，在设计 中规范中是否保留，意见不一致，现予保留。

3.4.2条 在“强度设计值折减系数”中，增加“无垫板的单面施焊对接焊缝0.85”。

3.5 结构或构件变形的规定 正文为原则规定，具体数值规定在附录A。

受弯构件的挠度容许值考虑两种情况： [VT]——恒载+活荷载作用下的挠度容许值，主要

是观感要求[VQ]——为活荷载作用下的挠度容许值，主要是 使用要求。

将吊车梁挠度改为一台吊车加自重进行计算(相应挠 度容许值有所调整)。理由：① 符合“正常使用极限 状态”的要求；② 与多数国外规范相一致。

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受弯构件的计算4.1.3条 在梁局部承压强

度计算中，将集中力在腹板边缘的分布长度改为(与梁与柱刚性连 接节点一致):

l2 a 5hy 2hR式中， a 为集中力支承长度； hy 为梁外表面至

腹板边缘距离；hR为轨道的高度。

4.2

整体稳定

在梁整体稳定计算中，将 b 0.6 时采用的 'b 1.1 0.4646

b

0.1269

32 b

1.07 改为 b

0.282

b

(与薄钢规范协调)。两者计算结果最大相差 3.2%。

4.3

局部稳定

组合梁腹板局部稳定计算有较大变动，主要有： 塑性修正。如剪应力作用下，临界应力取值如图1所示。

① 对原来按无限弹性计算的腹板各项临界应力作了弹

② 原各种应力共同作用下的临界条件公式来源于完全弹性条件，新的公式( 4.3.3-1)等参考了澳大利亚规 范等资料，适合于弹塑性修正后的临界应力。 ③ 无局部压应力且承受静力荷载的焊接工字形载面梁， 规定按新增加的4.4节利用屈曲后强度设计。

4.3.3、4.3.4、4.3.5条(1)单项临界应力 cr, 例如计算

主要修订内容：cr , c,cr 各有三个计算公式，

cr为4.3.3-3a、b、c三个公式。其中a式的临界应

力等于强度设计值 fv ;而c式为完全弹性的临界应力，与 88 规范的规定相当；b 式则为弹性到屈服之间的过渡。公式采

用了国际通行的表达方式，采用通用高厚 s 为参数(见图),即

f vy / cr 作(a)

当 s 0.8时,当 0.8 1.2时, s 当 s 1.2时,

cr f v cr 1.1 f v / 2 s

cr [1 0.59( s 0.8)] f v (b)(c)

式中 s

f vy / cr 为用于腹板受剪计算时的通用高厚比，

f vy 为钢材抗剪屈服强度，等于 f y / 3 ; cr为腹板抗剪临界

应力。弹性范围

cr

,用设计值表达 1.1 f / 2 。 f vy / 2 s cr v sho / t w 41 4 5.34( ho / a ) 2 fy

根据弹性稳定求得的临界应力 cr ,可求得 s : 当a/ho 1.0时, 当a/ho>1.0时, s 235

s

ho / t w 41 5.34 4(ho / a ) 2

fy 235

其它，在弯曲正应力作用下的临界应力 cr 和在局部压应力 作用下的临界应力 c,cr 情况与 cr 类似。只是在确定 cr 时， 屈曲系数取 =23.9,但腹板边缘的嵌固系数取为 =1.66(受 压翼缘扭转受到约束，如连有刚性铺板、制动板或焊有钢轨 时)或1.23(受压翼缘扭转未受到约束时),代替了原规范 的单一约束系数1.61。 ( 2 )各种应力共同作用下的计算式，新旧规范有较大区别， 例如仅有横向加劲肋时： cr c c ,cr 2

cr

1.0

2

(旧规范)