标准规范下载简介
《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018-2002.pdf5.6构件中的受压板件
5.6.1本条所指的加劲板件即为两纵边均与其他板件相连接的 板件:部分加劲板件即为一纵边与其他板件相连接,另一纵边由符 合第5.6.4条要求的卷边加劲的板件;非加劲板件即为一纵边与 其他板件相连接,另一纵边为自由边的板件。例如箱形截面构件 的腹板和翼板都是加劲板件;槽形截面构件的腹板是加劲板件,翼 缘是非加劲板件;卷边槽形截面构件的腹板是加劲板件,翼缘是部 分加劲板件。 根据上海交通大学、湖南大学和南昌大学对箱形截面、卷边槽
式中k 板件受压稳定系数,与板件纵边的支承类型和板件 所受应力的分布情况有关; k1 板组约束系数,与邻接板件的约束程度有关: 1 受压板件边缘的最大控制应力(N/mm²),与板件所 受力的各种情况有关。 如计算中不考虑板组约束影响,可取板组约束系数k,一1,此
5.6.3本条给出了第5.6.1条有关公式中需要的板组约
何尺寸以及所受的应力大小和分布情况等有关。根据上海交通大 学、湖南大学和南昌大学对箱形截面、带卷边槽形截面和槽形截面 的轴心受压、偏心受压构件132个试验所得数据的分析,发现不同 的截面形式和不同的受力状况时,板组约束系数是有区别的DB11/T 1671-2019标准下载,但对 于常用的冷弯薄壁型钢构件的截面形式和尺寸其变化幅度不天。 考虑到构件的有效截面特性与板组约束系数的关系并不十分敏 感,为了使用上的方便,对加劲板件、部分加劲板件和非加劲板件 采用了统一的板组约束系数计算公式。 板件的弹性失稳临界应力为:
式中 板件的受压稳定系数; E弹性模量; μ一泊桑系数; 6板件的宽度; t一板件的厚度。 式(3)表明板件的临界应力与稳定系数和宽厚比6/t有关 为了简便,式(3)可表示为:
图3表示一由板件组成的卷边槽形截面,腹板宽度为,翼缘 宽度为f,厚度均为t。作用于腹板的板组约束系数用1w表示,作 用于翼缘的板组约束系数用k1f表示,腹板的弹性临界应力crw和 翼缘的弹性临界应力可分别用下式表示:
kwkiw crv () k,kif Ocrf =A ()
式(9)表示按板组弹性失稳时,两块相邻板的板组约束系数之 间的应有关系,即翼缘的板组约束系数k1和腹板的板组约束系数 21W之间应有的关系。 本条在根据试验数据拟合板组约束系数k1的计算公式(3)至 公式(5)时,也考虑了公式(9)所表示的关系。 表1至表6是试验数据与按第5.6.1条至第5.6.3条的规定 计算得到的理论结果的比较,表中还列出了按原规范和按美国规 范的计算结果。比较结果表明,这次修改是比较满意的
表134根箱形截面试件的试验结果N与 各种方法计算结果N。的比较N/N
表213根短柱、22根长柱卷边槽形截面最大压应力在支承边的
试件的试验结果N.与各种方法计算结果N.的比较N./N。
表38根短柱、7根长柱卷边槽形截面最 大位力在保 试件的试验结果N.与各种方法计算结果N.的比较N
表414根槽形截面最大压应力在支承边的 试件的试验结果N.与各种方法计算结果N.的比较N./N。
表524根槽形截面最大压应力在自由边的
试件的试验结果N.与各种方法计算结果N.的比较N./N
表610根槽形截面腹板非均匀受压试件的 试验结果N与各种方法计算结果N。的比较N/N
=4.k1=1.0=205,0=2 6/t=120 b/t=20 短边:6/t=20<18o=366/t=20
长边:6/t=120>38p=76,6/t=50 故:A.=(2X20±2X50)t =140t
短边:6/t=76=38p=76,be/t=25p=50 长边:6/t=120>38p=76,be/t=50 6/t=180 故:A.=(2X50±2X50)t²=200t² 6/t=7
故:Ae=(2X26.5+2X62)t²=177t 结论:不考虑板组约束偏于不安全。 对于其他截面形式及受力状况也都有这种情况,不再列举。 从以上例子可以看出,考虑板组约束作用是合理的。
5.6.5本条规定了受压板件有效截面的取法及位置。原规范为 了方便设计计算,采用了将有效宽度平均置于板件两侧的方法。 但当板件上的应力分布有拉应力时,往往会出现截面中受拉应力 作用的部位也不一定全部有效,这不尽合理。本条做了修改,规定 截面的受拉部分全部有效,板件的有效宽度则按定比例分置在 受压部分的两侧。 5.6.6本条规定了轴心受压圆管构件保证局部稳定的圆管外径 与壁厚之比的限值,该限值是按理想弹塑性材料推导得到的。 5.6.7轴心受压构件截面上承受的最大应力是由压杆整体稳定 控制的,其值为?f。因此,在确定截面上板件的有效宽度时,宜将 ?f作为板件的最大控制应力1。 5.6.8构件中板件的有效宽厚比与板件所受的压应力分布不均 匀系数山及最大压应力。mx有关。本条规定是关于拉弯、压弯和 受弯构件中受压板件不均匀系数出和最大压应力值的计算,并据 此按照第5.6.1条的规定计算受压板件的有效宽厚比。 压弯构件在受力过程中由于压力的P一A效应,其受力具有 几何非线性性质,使截面上的内力和应力分布的计算比较复杂,为 了简化计算,同时考虑到压弯构件一般由稳定控制,计及P一△效 应后截面上的最大应力大多是用足的或相差不大,因此本条规定 截面上最大控制应力值可取为钢材的强度设计值,同时截面上 各板件的压应力分布不均匀系数山可取按构件毛截面作强度计算 时得到的值,不考感双力矩的影响。各板件中的最大控制应力则 由截面上的强度设计值和各板件的应力分布不均匀系数小推
5.6.5本条规定了受压板件有效截面的取法及位置。原规范为
了方便设计计算,采用了将有效宽度平均置于板件两侧的二 且当板件上的应力分布有拉应力时,往往会出现截面中受拉 作用的部位也不定全部有效,这不尽合理。本条做了修改 截面的受拉部分全部有效,板件的有效宽度则按一定比例分 受压部分的两侧
算得到。 受弯及拉弯构件因没有或可以不考虑P△效应,截面上各 板件的应力分布下不均匀系数山及最大压应力值均取按构件毛截 面作强度计算得到的值,不考虑双力矩的影响,
6.1.2以美国康奈尔大学为主的AWS结构焊接委员会第·11分 委员会,在试验研究的基础上,于1976年提出了薄板结构焊接标 准的建议,其中给出了喇叭形焊缝的设计方法。试验证明,当被连 板件的厚度4.5mm时,沿焊缝的横向和纵向传递剪力的连接 的破坏模式均为沿焊缝轮廊线处的薄板撕裂。 美国1986年《冷弯型钢结构构件设计规范》规定,当被连板件 的厚度4mm时,单边喇叭形焊缝端缝受剪时,考虑传力有一定 的偏心,取标准强度为0.833F:喇肌叭形焊缝纵向受剪时考虑了两 种情况:当焊脚高度和被连板厚满足0.7h<2t,或当卷边高度 小于焊缝长度时,卷边部分传力甚少,薄板为单剪破坏,标强度 为0.75F.;当焊脚高度满足0.7h≥2t,或卷边高度大于焊缝长度 时,卷边部分也可传递较大的剪力,能在焊缝的两侧发生薄板的双 剪破坏,标准强度成倍增长为1.5F。该规范的安全系数取为 2.5,则上述各种情况的相应允许强度分别为:0.333F、0.3F和 0.6F。该规范还规定,当被连板件的厚度t>4mm时,尚应按 股角焊缝进行验算。 在制定本规范条文时,参考美国86规范,按着相同的安全系 数,转化为我国的表达形式。设R为美国规范所给的充许强度: Rk为按我国规范设计时的标准强度,则有:
Rk =[R] Ys:YR
Ys和YR分别为我国的荷载平均分项系数和钢材的抗力分 项系数。
将上式写成我国规范的强度设计表达式,有:
=[R] YR Ju s·YR YR fy
.1.4为了与其他机械式连接件的承载力设计值表达式相
.1.7用于压型钢板之间和压型钢板与冷弯型钢等支承构
件的抗剪脱和抗拉脱的抗拉承载力设计值取静荷作用时的一半。 建议还采用不同的折减系数,考虑连接件在压型钢板波谷的不同 部位设置时,可能产生的杠杆力和两个连接件传力不等而带来的 不利影响。 试验表明传递剪力的连接不存在遇风组合的疲劳问题,抗剪 连接的破坏模式主要以被连接板件的撕裂和连接件的倾斜拔出为 主。单个连接件的抗剪承载力设计值仅与被连板件的厚度和其屈 服强度的标准值以及连接件的直径有关。 我国一些单位也对抽芯铆钉和自攻螺钉连接做过试验研究 并证实了欧洲建议所建议的公式是偏于安全保守的。因此本规范 采用了这些公式,只做了强度设计值的代换。 欧洲建议规定:永久荷载的荷载分项系数为1.3,活荷载的为 1.5,与薄钢板连接的紧固件的抗力分项系数为m二一1.1,因此当 取平均荷载分项系数为1.4时,欧洲建议在连接的承载力设计值 之外的安全系数为1.4×1.11.54。我国的相应平均荷载分项 系数为1.3,取连接的抗力分项系数与钢材的相同,即YR一1.165 则相应的安全系数为1.3×1.165二1.52。可见中、欧双方在冷弯 薄壁型钢结构方面的安全系数基本相当。欧洲建议中所用的屈服 强度的设计值相当于我国的钢材标准强度f,因此取YRf= 1.165f三。,对公式进行代换。也就是说对欧洲建议的公式的右 测均乘以1.165,并用f取代。。,即得规范中的相应公式。需要说 明的是,为了简化公式,将抽芯铆钉的抗剪强度设计值计算表达式 取与自攻螺钉相当的表达式。
5.2.1本条补充了直接相的钢管节点的角焊缝尺寸可放大到 2.0t的规定。由手这种节点的角焊缝只在钢管壁的外侧施焊,不 存在两侧施焊的过烧尚题,是可以被接受的。另外,在其体设计中 应参考现行国家标准《钢结构设计规范》GB50017中有关侧面角
焊缝最大计算长度的规定。 6.2.5、6.2.6、6.2.8、6.2.9这四条的规定来源于欧洲建议,这些 构造规定是6.1.7条中各公式的适用条件,因此必须满足。 6.2.7被莲板件上安装自攻螺钉(非自钻自攻螺钉)用的钻孔孔 径直接影响连接的强度和柔度。孔径的大小应由螺钉的生产厂家 规定。1981年的欧洲建议曾以表格形式给出了孔径的建议值。 本规范采用了由归纳出的公式形式给出的预制孔建议值
载。按我国荷载规范规定,屋面板施工或检修荷载F=1.0kN;验 算时,荷载F不乘荷载分项系数,除自重外,不与其他荷载组合。 但当施工期间的施工集中荷载超过1.OkN,则应按实际情况取 用。 7.1.11屋面和墙面压型钢板挠度控制值是根据近十多年我国实 践经验给出的。近儿年,压型钢板出现不少新的板型,对特殊异形 的压型钢板,建议其承载力、挠度通过试验确定。
7.2.1~7.2.9这些条文均是关于屋面、墙面和作为永久性模板 的楼面压型钢板的构造要求规定。条文中增加了近几年在实际工 程中采用的压型钢板侧向扣合式和咬合式连接方式,这两种连接 方法,连接件隐藏在压型板下面,可避免渗漏现象。此外,近儿年 勾头螺栓在工程中已很少采用,因此,条文中对于压型钢板连接件 主要选用自攻螺栓(或射钉),但这类连接件必须带有较好的防水 密封胶垫材料,以防连接点渗漏。
8.1.1实腹式条在屋面荷载作用下,系双向受弯构件,当采用
Mx M, B Wenx Mx+ My Wenx 采用上式的根据是: 1利用M/Weny一项来包络由于侧向弯曲和双力矩引起的 应力,按照近年来工程实践的检验,一般是偏于安全的同时也简化 了计算,便于设计者使用; 2根据对收集到的乙形薄壁標条试验数据的统计分析,当 活载效应与恒载效应之比为0.5、1、2、3时,用一次二阶矩概率方 法,算得其可靠度指标β均大于3.2(Q345钢平均为3.287, Q235.F钢平均为3.378;Q235钢平均为4.044),可见该公式是可 靠的: Mx My P, Wex W 3.1.4平面格构式標条,过去主要用于较重屋面,风吸力使 为力变号问题不突出,广泛采用压型钢板屋面后,对于跨度大 距大等不宜采用实腹標条的情况,格构式標条仍具有一定的月 本条规定平面格构式標条在风吸力作用下下弦受压时下弦应 型钢。同时为确保下弦平面外的稳定,应在下弦平面内布置 点间的距离(拉条可作为侧向支承点)。通常为了减少条在 阶段和施工过程中的侧向变形和扭转,在其两侧都设置了拉多 拉条又与端部的刚性构件(如钢筋混凝土天沟或有刚性撑杆 架)相连,故拉条可作为侧向支承点, 8.1.6標条的容许挠度限值属于正常使用极限状态,其值主 本条所列標条度限值与原规范基本相同,通过对实际工程 使用情况的调查和標条的挠度试验,均表明这些限值基本上是合 适的。新增加的压型钢板虽属轻屋面,但因这种板材屋面坡度较 小,通常均小于1/10,为了防止由于標条过大变形导致板面积水: 加速钢板的锈蚀,故对其作出了较为严格的规定,将这种屋面標条 的容许挠度值提高为1/200 8.2.1实腹式標条目前常用截面形式为2形钢、槽钢和卷边槽 钢,其截面重心较高,在屋面荷载作用下,常产生较大的扭矩,使標 条扭转和倾覆。因此,条文规定在条两端与屋架、刚架连接处宜 采用標托,并且上、下用两个螺栓固定,使標条的端部形成对扭转 的约束支座,籍以防止条在支座处的扭转变形和倾覆,并保证標 条支座范围内腹板的稳定性。当条高度小于100mm时,也可 只用一排两个螺栓固定。 查,目前工业厂房的条跨度1大多为6m,当为中等屋面荷载(標 距为1.5m的钢丝网水泥瓦)时,条高度h一般采用300mm,即 h/l=1/20;当为重屋面荷载(擦距为3m的预应力钢筋混凝土单 槽瓦)时,擦条高度一般采用500mm,即h/l=1/12,这些条的实 则挠度在1/250~1/500之间,可以满足正常使用的要求。故本规 范仍采用平面格构式標条的高度可取跨度的1/12~1/20的规定。 此外,平面格构式標条的试验结果表明,端部受压腹杆如采用 型钢,不但其承载能力高,而且也易于保证施工质量,因此,本条明 确规定端部受压腹杆应采用型钢,以确保质量。 第8.1.4条规定风荷载作用下,平面格构式標条下弦受压时 下弦应采用型钢,但下弦平面外的稳定应在下弦平面上设置支承 点,一般宜用拉条和撑杆组成。支撑点的间距以不大于3m为宜。 8.2.3拉条和撑杆的布置,系参照多年来的工程实践经验提出 的,它能够起到提高条侧向稳定与屋面整体刚度的作用,故仍维 持原规范的规定。 实腹標条下翼缘在风荷载作用下受压时,布置在靠近下翼缘 的拉条和撑杆可作为受压下翼缘平面外的侧向支承点。但此时上 翼缘应与屋面板材牢固连接。 当前有较多的工程为了保温或隔热或建筑需要,在標条上下 翼缘上均设压型钢板(双层构造)。当上下压型钢板均与標条牢适 连接时,这种构造可保证標条的整体稳定,可不设拉条和撑杆。但 安装压型钢板时,应采取临时措施,以防施工过程中条失稳。 8.2.4利用標条作屋盖水平支撑压杆时,標条的最大长细比应满 足本规范第4.3.3条的规定,即入<200,这时条的拉条和撑杆 可作为平面外的侧向支承点。当风荷载或吊车荷载作用时標条应 按压弯构件验算其强度和稳定性。 测挠度在1/250~1/500之间,可以满足正常使用的要求。故本规 范仍采用平面格构式標条的高度可取跨度的1/12~1/20的规定。 此外,平面格构式標条的试验结果表明,端部受压腹杆如采用 型钢,不但其承载能力高,而且也易于保证施工质量,因此,本条明 确规定端部受压腹杆应采用型钢,以确保质量。 第8.1.4条规定风荷载作用下,平面格构式標条下弦受压时 下弦应采用型钢,但下弦平面外的稳定应在下弦平面上设置支承 点,一般宜用拉条和撑杆组成。支撑点的间距以不大于3m为宜。 第8.1.4条规定风荷载作用下,平面格构式標条下弦受压时 下弦应采用型钢,但下弦平面外的稳定应在下弦平面上设置支承 点,一般宜用拉条和撑杆组成。支撑点的间距以不大于3m为宜。 8.2.3拉条和撑杆的布置,系参照多年来的工程实践经验提出 的,它能够起到提高標条侧向稳定与屋面整体刚度的作用,故仍维 持原规范的规定 8.2.3拉条和撑杆的布置,系参照多年来的工程实践经验提出 实腹標条下翼缘在风荷载作用下受压时,布置在靠近下翼缘 的拉条和撑杆可作为受压下翼缘平面外的侧向支承点。但此时上 翼缘应与屋面板材牢固连接。 当前有较多的工程为了保温或隔热或建筑需要,在標条上下 翼缘上均设压型钢板(双层构造)。当上下压型钢板均与標条牢固 连接时,这种构造可保证標条的整体稳定,可不设拉条和撑杆。但 安装压型钢板时,应采取临时措施,以防施工过程中条失稳。 8.2.4利用標条作屋盖水平支撑压杆时,標条的最大长细比应满 足本规范第4.3.3条的规定,即入≤200,这时条的拉条和撑杆 可作为平而外的触向支承点一当风益我求只在英越作用时搞多店 8.3.2构造上不能保证墙梁的整体稳定,系指第 8. 3. 1 8.3.3 窗顶墙梁的挠度规定比其他墙梁的挠度严格,主要保证窗 9.1.1由于屋架上弦杆件一般都是连续的,屋架节点开非埋想饺 接,因此,必然存在着次应力的影响,有时还是相当大的,但通常屋 架的计算都忽略了次应力的影响,按节点为铰接考虑,一般都能达 到应有的安全度,在实际工程中也未发现因简化计算出现安全事 故。为了避免次应力的繁琐计算,采用按屋架各节点均为铰接的 简化计算方法,是切实可行的,故本规范仍沿用原规范的规定。至 于特别重要的工业与民用建筑中的屋架,则应在计算中考次应 力的影响 9.1.2根据现行国家标准《钢结构设计规范》GB50017 2.1冷弯薄壁型钢屋架平面内的刚度还是比较好的,一般均能 138 满足正常使用要求,但为了消除由于视差的错觉所引起之屋架下 挠的不安全感,确保屋架下弦与吊车顶部的净空尺寸,15m以上 的屋架均宜起拱。大量试验数据证明,在设计荷载作用下相对挠 度的实测值均小于跨度的1/500,因此,规定屋架的起拱高度可取 跨度的1/500 9.2.2为了保证屋盖结构的空间工作,提高其整体刚店 传递水平力,避免压杆的侧向失稳,以及保证屋盖在安装和使 的稳定,应分别根据屋架跨度及其载荷的不同情况设置横向 支撑、纵向水平支撑垂直支撑及系杆等可靠的支撑体系, 9.2.3为了充分发挥冷弯型钢断面性能和提高冷弯型钢屋 9.2.4屋架杆件的接长主要指弦杆。屋架拼装接头的数量和位 置,应结合施工及运输的具体条件确定。拼装接头可采用焊接或 螺栓连接。 9.2.5本条主要是指在设计屋架节点时,构造上应注意的有关事 9.2.5本条主要是指在设计屋架节点时,构造上应注意的有关事 10.1.1刚架梁是以承受弯矩为主、轴力为次的压弯构件,其轴力 随坡度的减小而减小(对于山形门式刚架,斜梁轴力沿梁长是逐渐 改变的),当屋面坡度不大于1:2.5时,由于轴力很小,可仅按压 弯构件计算其在刚架平面内的强度(此时轴压力产生的应力一般 不超过总应力的5%),而不必验算其在刚架平面内的稳定性。 刚架在其平面内的整体稳定,可由刚架柱的稳定计算来保证, 变截面柱(通常为楔形柱)在刚架平面内的稳定验算可以套用等截 面压弯构件的计算公式。 刚架梁、柱在刚架平面外的稳定性可由標条和墙梁设置隅撑 来保证,设置隅撑的间距可参照现行国家标准《钢结构设计规范) GB50017中受弯构件不验算整体稳定性的条件来确定。 10.1.2刚架的失稳有无侧移失稳和有侧移失稳之分,而有侧移 失稳一般具有最小的临界力,实际工程中,门式刚架通常在刚架平 面内没有侧向支撑,且刚架梁、柱线刚度比并不太小,因此在确定 刚架柱在刚架平面内的计算长度时,只考虑有侧移失稳的情况 表A.3.1适用于梁、柱均为等截面的单跨刚架,表A.3.2适用于 等截面梁、楔形柱的单跨刚架。当刚架横梁为变截面时,不能采用 上述方法,本条给出的计算公式有相当好的精度。 由于常用的柱脚构造并不能完全做到理想铰接或完全刚接的 要求,考虑到柱脚的实际约束情况,对柱的计算长度系数予以修 正。 10.1.3多跨刚架的中间柱多采用摇摆柱,此时,摇摆柱自身的稳 定性依赖刚架的抗侧移刚度,作用于摇摆柱中的轴力将起促进刚 10.2.2刚架梁的最小高度与其跨度之比的建议值,是根据工程 经验给出的,但只是建议值,并非硬性规定, 10.2.3门式刚架基本上是作为平面刚架工作的,其平面外刚度 较差,设置适当的支撑体系是极为重要的,因此本规范这次修订对 此作了原则规定。 10.2.2刚架梁的最小高度与其跨度之比的建议值,是根据工程 比作原则规定。 支撑体系的主要作用有:平面刚架与支撑一起组成儿何不变 的空间稳定体系:提高其整体刚度,保证刚架的平面外稳定性;承 担并传递纵向水平力;以及保证安装时的整体性和稳定性。 支撑体系包括屋盖横向水平支撑、柱间支撑及系杆等。 支撑桁架的弦杆为刚架梁(或柱),斜腹杆为交叉支撑,竖腹 可以是条(或墙梁),为了保持条(或墙梁)的规格一致,或者当 刚架间距较大,为了保证安装时有较大的整体刚度,竖腹杆及刚性 系杆亦可用另加的焊接钢管、方管、H型钢或其他截面形式的杆 件。位于温度区段或分期建设区段两端的支撑桁架竖腹杆或刚性 较大者设计(当所支撑构件为实腹梁的翼缘时,其轴力为A·f)。 11制作、安装和防腐饰 有钻孔、冲孔等,应根据技术要求合理选择加工方法。钻孔大 机械切削加工,孔壁损伤小TB/T 3543-2018标准下载,加工质量较好。冲孔是在压力 切加工,孔壁周围会产生冷作硬化现象,孔壁质量较差,但 效率较高 的几何尺寸的正确性,因此在放组装大样或制作组装胎模时,应根 据构件的规格、焊接、组装方法等不同情况,预放不同的收缩余量。 对有起拱要求的构件,除在零件加工时做出起拱外,在组装时还应 按规定做好起拱。 构件的定位焊是正式缝的一部分,因此定位焊缝不允许存在 最终熔入正式焊缝的缺陷,定位焊采用的焊接材料型号,应与焊接 11.2.3钢材表面的锈蚀度和清洁度可按现行国家标准《涂装前 钢材表面锈蚀等级和除锈等级》GB8923,目视外观或做样板、照 片对比。 11.2.4化学除锈方法在一般钢结构制造厂已逐步淘汰,因冷弯 DBJ43/T 102-2019 湖南省建筑工程施工现场监管信息系统技术标准薄壁型钢结构部分构件尚在应用化学处理方法进行表面 室内无阳光直射情况。如在阳光直射情况下,钢材表面温度会比 气温高812℃,涂装时漆膜的耐热性只能在40℃以下,当超过漆 膜耐热性温度时,钢材表面上的漆膜就容易产生气泡而局部鼓起 使附着力降低。 低于0℃时,室外钢材表面涂装容易使漆膜冻结不易固化,湿 蔓超过85%时,钢材表面有露点凝结,漆膜附看力变差。 涂装后4h内不得淋雨,是因漆膜表面尚未固化,容易被雨水 冲坏。 统书号:1580058:492