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《钢结构设计规范(条文说明)》(GB 50017-2003).pdf

中华人民共和国国家标准 GB50017—2003

1.0.1本条是钢结构设计时应遵循的原则。 1.0.2本条明确指出本规范仅适用于工业与民用房屋和一般构筑物的普通钢结构设 计不包括冷弯薄壁型钢结构。 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的规定修订的。 1.0.4本条提出设计中应具体考虑的一些注意事项。 1.0.5本条提出在设计文件（如图纸和材料订货单等中应注明的一些事项这些事项都是 与保证工程质量密切相关的。其中钢材的牌号应与有关钢材的现行国家标准或其他技术 标准相符对钢材性能的要求凡我国钢材标准中各牌号能基本保证的项目可不再列出只 提附加保证和协议要求的项目，而当采用其他尚未形成技术标准的钢材或国外钢材时必 须详细列出有关钢材性能的各项要求，以便按此进行检验。而检验这些钢材时，试件的数 量不应小于30个。试验结果中屈服点的平均值μ乘以试验影响系数μk（对Q235类钢可 取0.9对Q345类钢可取0.93)与钢材标准中屈服点f规定值的比值μyμko/f不宜小于 1.09对Q235类钢）和1.11（Q345类钢）变异系数0kM=√（0ko）+（o/μ）不宜大于 0.066式中0可取0.011为屈服点试验值的标准差。对符合上述统计参数的钢材且 其尺寸的误差标准不低于我国相应钢材的标准时即可采用本规范规定的钢材抗力分项系 数YR。焊缝的质量等级应根据构件的重要性和受力情况按本规范第7.1.1条的规定选用。 对结构的防护和隔热措施等其他要求亦应在设计文件中加以说明。 1.0.6对有特殊设计要求（如抗震设防要求防火设计要求等）和在特殊情况下的钢结 构（如高耸结构、板壳结构、特殊构筑物以及受有高温、高压或强烈侵蚀作用的结构等）尚 应符合国家现行有关专门规范的规定。

市红荔路运河大桥工程施工组织设计钢结构设计规范GB50017一2003

号》GBJ132和《建筑结构设计术语和符号标准》GB/T50083的规定纟 增加了一些内容。

本规范给出了32个有关钢结构设计方面的专用术语，并从钢结构设计的角度赋 其特定的涵义但不一定是其严密的定义。所给出的英文译名是参考国外某些标准拟定 的亦不一定是国际上的标准术语。

本规范给出了151个常用符号并分别作出了定义这些符号都是本规范各章节中月 引用的。

0.表示重力荷载的标准值。

钢结构设计规范GB50017—2003

正常使用极限状态可理解为结构或构件达到使用功能上允许的某个限值的状态 例如某些结构必须控制变形、裂缝才能满足使用要求，因为过大的变形会造成房屋内部 粉刷层剥落填充墙和隔断墙开裂，以及屋面积水等后果过大的裂缝会影响结构的耐久 性，同时过大的变形或裂缝也会使人们在心理上产生不安全感觉。 3.1.3建筑结构安全等级的划分按《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068的规定 应符合表1的要求。

注：1 对特殊的建筑物其安全等级应根据具体情况另行确定。 对抗震建筑结构其安全等级应符合国家现行有关规范的规定

对一般工业与民用建筑钢结构按我国已建成的房屋，用概率设计方法分析的结果 安全等级多为二级，但对跨度等于或大于60m的大跨度结构如大会堂、体育馆和飞机库 等的屋盖主要承重结构的安全等级宜取为一级。 3.1.4荷载效应的组合原则是根据《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068的规定结 合钢结构的特点提出来的。对荷载效应的偶然组合统一标准只作出原则性的规定具体 的设计表达式及各种系数应符合专门规范的有关规定。对于正常使用极限状态钢结构一 般只考虑荷载效应的标准组合当有可靠依据和实践经验时亦可考虑荷载效应的频遇组 合。对钢与混凝土组合梁因需考虑混凝土在长期荷载作用下的蠕变影响故除应考虑荷 载效应的标准组合外尚应考虑准永久组合（相当于原标准GBJ68一84的长期效应组合） 3.1.5根据《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068结构或构件的变形属于正常使用极 限状态应采用荷载标准值进行计算而强度、疲劳和稳定属于承载能力极限状态在设计表 达式中均考虑了荷载分项系数采用荷载设计值荷载标准值乘以荷载分项系数进行计算 但其中疲劳的极限状态设计目前还处在研究阶段所以仍沿用原规范GBJ17一88按弹性状 态计算的容许应力幅的设计方法采用荷载标准值进行计算。钢结构的连接强度虽然统计 数据有限尚无法按可靠度进行分析，但已将其容许应力用校准的方法转化为以概率理论 为基础的极限状态设计表达式包括各种抗力分项系数）故采用荷载设计值进行计算。 3.1.6结构或构件的位移（变形属于静力计算的范畴故不应乘动力系数；而疲劳计算 中采用的计算数据多半是根据实测应力或通过疲劳试验所得，已包含了荷载的动力影 响故亦不再乘动力系数。因为动力影响和动力系数是两个不同的概念。 在吊车梁的疲劳计算中只考虑跨间内起重量最大的一台吊车的作用是因为根据大

对一般工业与民用建筑钢结构按我国已建成的房屋，用概率设计方法分析的结果 安全等级多为二级，但对跨度等于或大于60m的大跨度结构如大会堂、体育馆和飞机库 等的屋盖主要承重结构的安全等级宜取为一级。

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量的实测资料统计实际运行中吊车梁的最大等效应力幅常低于设计中按起重量最大的 台吊车满载和处于最不利位置时算得的最大计算应力幅。 将吊车梁及吊车桁架的挠度计算由过去习惯上考虑两台吊车改为明确规定按起重 量最大的一台吊车进行计算的原则符合正常使用的概念，并和国外大多数国家相同，亦 满足了跨间内只有一台吊车的情况

3.2荷载和荷载效应计算

有代表性的9种重级工作制吊车，采用不同的计算方法包括我国原规范、前苏联和美国 的方法算出的卡轨力经过对比分析而得出来的。用本规范的公式3.2.2算出的卡轨 力除A8级吊车是接近于按原规范计算构件的力以外其余吊车均接近于按原规范计算 连接时的力而与美国的计算结果相近。亦即A6和A7级吊车按本规范算得的卡轨力约 为原规范计算构件时卡轨力的2倍。从调查研究可知过去设计的吊车梁在上翼缘附近 的损伤仍然较多因此加大卡轨力看来是合适的。根据试设计的结果，由此而带来的吊 车梁钢材消耗量的增值一般约为5%。 本条的注"中提出了在一般情况下本规范所指的重级、中级及轻级工作制吊车的 含义。《起重机设计规范》GB/T3811规定吊车工作级别为A1～A8级，它是按利用等级 （设计寿命期内总的工作循环次数和载荷谱系数综合划分的。为便于计算本规范所指 的工作制与现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009中的载荷状态相同即轻级工作 制轻级载荷状态）吊车相当于A1～A3级，中级工作制相当于A4、A5级，重级工作制相 当于A6～A8级其中A8为特重级。这样区分在一般情况下是可以的，但并没有全面反 映工作制的含义因为吊车工作制与其利用等级关系很大。故设计人员在按工艺专业提 供的吊车级别来确定吊车的工作制时尚应根据吊车的具体操作情况及实践经验来考虑 不要死套本祭注"的说明，必要时可作适当调整。例如轧钢车间主电室的吊车是检修 吊车过去一直按轻级工作制设计按载荷状态很可能用A4级吊车，便属于中级工作制。 若按中级工作制吊车来设计厂房结构显然不合理此时可仍将其定义为轻级工作制。

本条对无支撑纯框架在考虑侧移对内力的影响采用二阶弹性分析时提出了框架杆 件端弯矩M的近似计算方法。

当采用一阶分析时（图2）框架杆件端弯矩M：为： M1 =Mib + M 1s 当采用二阶近似分析时杆端弯矩M为： M =Mb + α2; M 1s

当采用一阶分析时（图2）框架杆件端弯矩M，为 M1 =Mib +M 1s 当采用二阶近似分析时杆端弯矩M为： M=M+α2;M1s

图2无支撑纯框架的一阶弹性分析

式中Mm———假定框架无侧移时（图2b)按一阶弹性分析求得的各杆件端弯矩 1 Ms—框架各节点侧移时(图2c)按一阶弹性分析求得的杆件端弯矩； 1 >Hh 其中≥N系指产生层间侧移△u的所计算楼层及以上各层的水平

载之和不包括支座位移和温度的作用。 上述二阶弹性分析的近似计算法与国外的规定基本相同。经西安建筑科技大学陈 绍蕃教授提出湖南大学舒兴平教授以单跨1～3层无支撑纯框架为例用二阶弹性分析

上述二阶弹性分析的近似计算法与国外的规定基本相同。经西安建筑科技大学 绍蕃教授提出湖南大学舒兴平教授以单跨1～3层无支撑纯框架为例用二阶弹性分

钢结构设计规范GB50017—2003

3.3.1本条着重提出了防止脆性破坏的问题这对钢结构来说是十分重要的过去在过 方面不够明确。脆性破坏与结构形式、环境温度、应力特征、钢材厚度以及钢材性能等团 素有密切关系。

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性是衡量钢材断裂时所做功的指标其值随金属组织和结晶状态的改变而急剧变化。钢 中的非金属夹杂物、带状组织、脱氧不良等都将给钢材的冲击韧性带来不良影响。冲击 韧性是钢材在冲击荷载或多向拉应力下具有可靠性能的保证，可间接反映钢材抵抗低 温、应力集中、多向拉应力、加荷速率冲击和重复荷载等因素导致脆断的能力。钢结构 的脆断破坏问题已普遍引起注意按断裂力学的观点应用断裂韧性K来表示材料抵抗 裂纹失稳扩展的能力。但是对建筑钢结构来说要完全用断裂力学的方法来分析判断 脆断问题，目前在具体操作上尚有一定困难，故国际上仍以冲击韧性作为抗脆断能力的 主要指标。因此对需要验算疲劳的结构的钢材，本条规定了应具有在不同试验温度下 冲击韧性的合格保证。关于试验温度的划分是在总结我国多年实践经验的基础上，根据 结构的不同连接方式焊接或非焊接）结合我国现行的钢材标准并参考有关的国外规范 确定的。 根据上述原则本条对原规范中钢材冲击韧性的试验温度作了调整增加了0℃冲击

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表2不同钢材标准对冲击韧性的要求

3.3.8本条为钢结构的连接材料

1手工焊接时焊条型号中关于药皮类型的确定，应按结构的受力情况和重要性区 别对待对受动力荷载需要验算疲劳的结构，为减少焊缝金属中的含氢量防止冷裂纹，并 使焊缝金属脱硫减小形成热裂纹的倾向，以综合提高焊缝的质量，应采用低氢型碱性焊

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某公路工程边坡防护施工方案钢结构设计规范GB50017一2003表3强度设计值的换算关系材料和连接种类应力种类换算关系Q235钢f=f/R=fy1.087抗拉、抗压和抗弯Q345钢、Q390钢、Q420钢f= f,/R =1.i1f钢材抗剪f<=f√3Q235钢fce = f/1.175端面承压(刨平顶紧）Q345钢、Q390钢、Q420钢fe= f/1.15抗压f=f焊缝质量为一级、二级f=f对接焊缝抗拉焊缝质量为三级f =0.85f焊缝抗剪f=fQ235f=0.38fw角焊缝抗拉、抗压和抗剪Q345钢、Q390钢、Q420钢f = 0.41fwI类孔f=0.55f抗剪Ⅱ类孔f= 0.46fu铆钉连接I类孔f =1.20fu承压Ⅱ类孔f=0.98fu拉脱f=0.36f抗拉f=0.42fC级螺栓抗剪f=0.35f承压f =0.82fu普螺通=0.42f(5.6级)抗拉螺=0.50f(8.8级）栓栓A级、B级=0.38f（5.6级）螺栓抗剪连=0.40f（8.8级）承压f=1.08fu接抗拉f=0.48f承压型高强度螺栓抗剪f=0.30f承压f = 1.26f锚栓抗拉f=0.38f抗拉、抗压和抗弯f=0.78fy钢铸件抗剪f、=f√3端面承压(刨平顶紧）fce = 0.65fu注：1f、为钢材或钢铸件的屈服点f为钢材或钢铸件的最小抗拉强度：f为铆钉钢的抗拉强度：为螺栓的抗拉强度(对普通螺栓为公称抗拉强度对高强度螺栓为最小抗拉强度）;f为熔敷金属的抗拉强度。2见条文说明7.2.3条第3款。141·

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范不变。所引I国家标准GB/T11352一89中虽还有ZG340一640的牌号，但因其塑性太 差（0=10%）冲击功亦低Ak=10J）故未列入。 3.4.2第3.4.1条所规定的强度设计值是结构处于正常工作情况下求得的，对一些工 作情况处于不利的结构构件或连接其强度设计值应乘以相应的折减系数兹说明如下： 1单面连接的受压单角钢稳定性。实际上湖北省房屋建筑和市政基础设施工程消防设计文件审查要点（送审稿）(4).pdf，单面连接的受压单角钢是双向压弯的 构件。为计算简便起见习惯上将其作为轴心受压构件来计算，并用折减系数以考虑双 向压弯的影响。 近年来根据开口薄壁杆件几何非线性理论，应用有限单元法，并考虑残余应力、初 弯曲等初始缺陷的影响对单面连接的单角钢进行弹塑性阶段的稳定分析。这一理论分 析方法得到了一系列实验结果的验证，证明具有足够的精确性。根据这一方法，可以得 到本规范条文中规定的折减系数即： 等边单角钢0.6+0.0015入但不大于1.0； 短边相连的不等边角钢0.5+0.0025入，但不大于1.0； 长边相连的不等边角钢0.70。 按上述规定的计算结果与理论值相比较见表4。

表 4 单面连接单角钢压杆强度设计值折减系数与理论值的比较

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