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同济大学 副校长 陈一以 STeelCode 2014 钢结构规范修订简介

《钢结构设计规范》

修订与应用

Revision & Application of

Code for Design of Steel Structures

同济大学 副校长 陈一以 STeelCode 2014 钢结构规范修订简介

陈以一

陈以

同济大学 副校长 陈一以 STeelCode 2014 钢结构规范修订简介

同济大学土木工程学院建筑工程系钢与轻型结构研究室, SALS2014.4

提要

主要修订范围和背景

制(修)订依据和基本方法修订条文举例

钢结构未来发展及规范演变

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中国规范体系中的《钢结构设计规范》

相互矛盾时谁管谁?

现状:

GB(国家标准)

JGJ,YB,……(行业标准)

DB→DG(地方标准→规程)

CECS,……(协会标准)

未来:

未来

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中国规范体系中的《钢结构设计规范》

各种国标(GB)有无从属关系?

结构设计统一标准如《工程结构可靠性设计统一标准》荷载作用

材料及检验

般结构设计如《钢结构设计规范》,简称《规范》一般结构设计如《钢结构设计规范》简称《规范》特殊结构体系设计

制造施工验收

其他

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现行《规范》GB50017-2003主要内容

1 总则

22 术语和符号

3 基本设计规定

4 受弯构件的计算

55 轴心受力构件和拉弯、压弯构件的计算

6 疲劳计算

7 连接计算

88 构造要求

9 塑性设计

10 钢管结构

11 钢与混凝土组合梁

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修《规》稿容

修订版《规范》GB50017-201x (报批稿)主要内容1 总则

2 术语和符号

3 一般规定

4 材料

讨论稿

5 结构分析与稳定性设计

6 受弯构件

7→征求意见稿→送审稿→7

轴心受力构件8 拉弯、压弯构件9 加劲钢板剪力墙

10报批稿→颁布

10 塑性及弯矩调幅设计11 连接12 节点

13钢管连接节点

14 钢与混凝土组合梁15 钢管混凝土柱与节点疲劳计算防脆断设计陈以一同济大学SALS

2014,04

16 疲劳计算及防脆断设计17 钢结构抗震性能化设计

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修订前后主要内容对比

1 总则

2 术语和符号般规定1 总则

2 术语和符号

3 一般规定

4 材料

5 结构分析与稳定性设计3 基本设计规定4 受弯构件的计算5 轴心受力构件和

6 受弯构件

7 轴心受力构件8拉弯、压弯构件的计算6 疲劳计算78

拉弯、压弯构件9 加劲钢板剪力墙

10 塑性及弯矩调幅设计117

连接计算8 构造要求9 塑性设计1011

连接12 节点

13钢管连接节点

1410

钢管结构11 钢与混凝土组合梁

14

钢与混凝土组合梁15 钢管混凝土柱与节点16 疲劳计算及防脆断设计内容增加17 钢结构抗震性能化设计18 钢结构防护

篇幅扩大

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《规范》篇章分析

1 总则

2 术语和符号

3 一般规定

般规定

4 材料

5 结构分析与稳定性设计

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6 受弯构件

7 轴心受力构件

88 拉弯、压弯构件

9 加劲钢板剪力墙

10 塑性及弯矩调幅设计

1111 连接

12 节点

13钢管连接节点

1414 钢与混凝土组合梁

15 钢管混凝土柱与节点

16 疲劳计算及防脆断设计

17 钢结构抗震性能化设计

18 钢结构防护

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《规范》附录和条文说明

正文

附录A常用建筑结构体系

附录B 结构或构件的变形容许值

附录C 简支梁、悬臂梁及框架梁的弹性屈曲临界弯矩

附录D 轴心受压构件的稳定系数和压弯构件稳定系数的简化公式D

附录E 柱的计算长度系数

附录F 设置加劲的钢板剪力墙的弹性屈曲临界应力

附录G 桁架节点板在斜腹杆压力作用下的稳定计算

G

附录H 无加劲钢管直接焊接节点刚度判别

附录J 钢与混凝土组合梁的疲劳验算

附录K 疲劳计算的构件和连接分类

附疲劳算的构件连接分类

条文说明

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修订背景

为什么要修订《规范》?

需求:中国建筑(土木)钢结构迅速发展

条件:中国钢结构研究不断深入、技术水平持续提高条件:加速接近国际前沿研究、较快吸取先进技术

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例如:高强度钢材应用

承重结构用钢材牌号牌号:

强度设计值:Q235Q345Q390Q420→Q460Q345GJ

215

300

345

375→

410

310

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采用高强度钢材的意义:

减少相同承载能力所需的用钢量、节约资源减少排放、降低能耗(制造、运输、起重等)提高结构在罕遇地震作用后的可恢复性规范采用高强度结构钢材,

表明我国建筑钢结构材料强度水平已等同发达工业国家

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例如:截面宽厚比等级划分

max min

0σσασ?=

y

/235k f =εmax

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例如:截面宽厚比等级划分

截面宽厚比等级划分的意义:

将现行《规范》零散的宽厚比规定系统化

——《规范》逻辑更加清晰

将构件截面宽厚比等级划分与设计原则直接挂钩

范对设计的表更深刻——《规范》对设计理论的表达更加深刻

与发达工业国家钢结构设计处理原则趋于一致

《规范》便于我国程师使用国际公认技术语言——《规范》便于我国工程师使用国际公认技术语言

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理论推导

理论推导+试验(经验)修正

概念推演+试验(经验)回归

概念推演试验(经验)回归

试验(经验)回归+理论解释(概念说明) 试验(经验)总结

掌握原理,知其所以然:阅读条文说明

掌握尺度,合理变通以及突破:

掌握尺度合理变通以及突破

必须/严禁;应/不应、不得;可、宜/不可

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I理论推导:受弯构件强度计算

σ

y

f

基本假定

ε

ε

1理想弹塑性本构关系

2平截面假定

y

M

∫??

=dA

y

i

Q

?

=

σy

ε

ε≤

(平衡关系)

(物理关系)

y

M

P

M

?

?

y

f

y

ε

ε>

y?

ε

理想弹塑性本构

(几何关系)平截面假定

φ

y

y

y

)

5.0

/(f

W

f

h

I

M?

=

?

=

y

P

y

P

f

W

dA

y

f

M?

=

?

?

=∫

荷载效应,考虑何载分项系数和组合系数→M

结构抗力,考虑抗力分项系数→γW n f

规公式

y

M

P

M

f

W

M≤

?

n

P

1

≤γ

规范公式

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I 理论推导:受弯构件强度计算

σ

y

f 基本假定

材料强化颈缩ε

ε1理想弹塑性本构关系2平截面假定

材料强化,颈缩

y

M

∫??=dA y M σi Q ?=E ε

σy εε≤(平衡关系)

(物理关系)强化

y

M P M ??

y

f y εε>y

?=φε理想弹塑性本构(几何关系)平截面假定

残余应力φ

y

y y )5.0/(f W f h I M ?=?=∴y

P y P f W dA y f M ?=??=∫提前屈服荷载效应,考虑何载分项系数和组合系数→M 结构抗力,考虑抗力分项系数→γW n f 规公式剪力存在时的平截面假定?

y M P

M f W M ≤?n /γP 1,γ≤≤γ规范公式扭矩存在时的翘曲正应力?

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I E

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f

y

弹塑性修正缺陷影响

λ

λ

e