GB50017-2017《钢结构设计标准》中多高层框架-支撑架的稳定解读

介绍了GB 50017—2017《钢结构设计标准》中多高层钢结构稳定计算的思路。首先,回顾了压杆弹性屈曲的欧拉公式,通过分析摇摆柱-悬臂柱体系、设置摇摆柱的框架和防屈曲支撑的构成,表明了压杆自身刚度和相邻构件的刚度为压杆本身、摇摆柱、芯杆提供了稳定承载力。然后,将这些概念推广到双重抗侧力结构中,则支撑架为框架提供了支持,因此要求支撑架在框架柱达到极限状态时应具有刚度。     

《钢结构与钢-混凝土组合结构设计方法》的理解与应用——钢结构抗震性能化设计

结构抗震设计的目标是小震不坏、中震可修、大震不倒,中震下结构进入弹塑性阶段,弹塑性阶段结构的地震力如何求得,是亟需解决的问题。根据《钢结构与钢-混凝土组合结构设计方法》,详细介绍了精细化延性抗震设计理论,影响结构性能系数R取值的各种因素,结构延性系数与构件宽厚比的关系。介绍了采用《钢结构设计标准》(GB 50017—2017)进行抗震性能化设计的流程,及性能系数最小值的确定依据。最后对我国《钢结构设计标准》(GB 50017—2017)在抗震性能化设计流程、性能系数的取值、构件宽厚比限值等方面提出了建议。     

对钢结构性能化设计的几点思考

本文分析了《钢结构设计标准》(GB 50017—2017)中结构性能化设计的方法与思路,对比了考虑性能化系数的设防地震影响系数与多遇地震影响系数的相对大小,并建立模型分析了大悬臂构件的地震内力组合。结果表明:当构件承载力满足多遇地震承载力设计时,结构就能满足设防性能6与性能7的设防地震承载力设计要求;对于大悬臂结构,竖向地震力控制的荷载组合大于水平地震控制的荷载组合,建议《钢结构设计标准》(GB 50017—2017)性能化设计中补充竖向地震力控制的设防承载力验算公式。     

莺脰湖内湖小茶室钢-木组合结构设计

莺脰湖内湖小茶室主体为单层建筑,屋脊高度6.6m,檐口高度5.05m,采用钢-木组合结构体系,内围由10根悬臂钢柱构成结构抗侧力系统,外围40根胶合木柱为重力柱,屋面水平构件均采用胶合木梁。钢-木组合结构设计不同于钢结构或木结构,参考欧洲标准BS EN 1998-1∶2004的结构性能系数确定了本结构的地震作用计算参数,同时对钢构件与木构件的连接节点转动刚度进行了计算分析,采用MIDAS Gen软件对结构的整体指标进行了计算,结合《胶合木结构技术规范》(GB/T 50708—2012)和《钢结构设计标准》(GB 50017—2017),对胶合木构件按非火灾与火灾两种承载力极限状态及对抗侧力钢柱按非火灾承载力极限状态分别进行了设计,分析结果表明结构安全可靠。本文的计算设计方法可供类似钢-木组合结构参考。     

多层钢框架二阶弹性近似分析方法

基于GB 50017—2003《钢结构设计规范》和现行GB 50017—2017《钢结构设计标准》提出的一种二阶弹性分析的近似方法,构建了两个典型框架模型,并与有限元计算结果对比,分析了该近似方法的准确性和对于不同框架结构的适用性。     

单面自紧螺栓成型机理与受剪承载力试验研究

针对传统扭剪型高强螺栓连接施工过程中往往需要两个操作面,难以应用于闭口截面构件之间连接的问题,设计开发一种单面自紧高强螺栓(self-tightening high strength one-side bolt,SHSOB)。通过对SHSOB螺栓的试验研究,考察了其成型机理、安装工艺和受力性能,获取了SHSOB螺栓的破坏模式、预紧力时变效应、抗滑移系数及剪力-位移曲线。研究表明：SHSOB螺栓预紧力可以满足GB 50017—2017《钢结构设计标准》中高强螺栓预紧力的设计要求;预紧力松弛在起始阶段较快,随后趋于稳定;SHSOB螺栓连接的受剪破坏模式和剪力随时间的变化规律均与传统扭剪型高强螺栓相似,均以螺杆被剪断发生破坏;在发生摩擦滑移破坏前,螺栓连接的剪力由摩擦力传递,孔壁承压阶段通过螺栓杆和孔壁的压力传递。在此基础上,推导了SHSOB螺栓的受剪承载力理论计算式,对比发现理论值、试验值和规范值吻合较好,SHSOB螺栓的受剪承载力可以满足GB 50017—2017《钢结构设计标准》中摩擦型高强螺栓受剪承载力的设计要求。     

新版《钢结构设计标准》首次宣贯在北京圆满落幕

正2018年3月23—24日,由《钢结构设计标准》(GB50017—2017)宣贯组主办,《建筑结构》杂志社承办的新版《钢结构设计标准》(GB50017—2017)首次宣贯培训在北京成功举办。来自全国各地的300余名学员参加了此次培训,学员学习热情空前高涨。本次宣贯还得到了中国工程建设标准化协会钢结构专业委员会和DS工作室技术的大力支持。     

《钢结构与钢-混凝土组合结构设计方法》的理解与应用——稳定和长细比

钢结构的稳定问题普遍存在于钢结构设计中,凡是钢结构的受压部位,在设计时都必须认真考虑其稳定性。根据《钢结构与钢-混凝土组合结构设计方法》,详细介绍了钢结构稳定验算的实质和注意事项,并结合钢结构稳定验算的实质,探讨了抗震构件和非抗震构件的容许长细比,给出了不同剩余抗弯能力比下的框架柱轴压比和长细比限值以及非抗震构件的容许长细比建议。最后介绍了《钢结构设计标准》(GB 50017—2017)关于钢支撑容许长细比的规定依据。     

论门式刚架轻型房屋钢结构压弯构件整体稳定性计算方法

钢压弯构件受压区平面外的侧向支撑长度与翼缘宽度之比较大时,在横向荷载作用下,虽然截面受压区的应力尚未达到屈服应力,但构件平面外已可能产生很大的侧向弯曲和扭转,从而丧失承载力,这种现象称作构件的整体失稳。传统采用构件的整体稳定系数进行设计。GB 50017—2017《钢结构设计标准》和GB 51022—2015《门式刚架轻型房屋钢结构技术规范》中关于整体稳定系数计算采用了两种不同的方法,通过对它们的对比,提出这两种计算方法的特点和适用场合,并对这两种计算方法提出补充建议。     

新版《钢结构设计标准》和《装配式建筑评价标准》正式发布

正住房城乡建设部于2017年12月12日发布国家标准《钢结构设计标准》的公告,批准《钢结构设计标准》为国家标准,编号为GB 50017—2017,自2018年7月1日起实施。其中,第4.3.2,4.4.1,4.4.3,4.4.4,4.4.5,4.4.6,18.3.3条为强制性条文,必须严格执行。原《钢结构设计规范》(GB50017—2003)同时废止。该标准在住房城乡建设部     

高强度钢材受弯构件局部稳定设计方法对比

目前,高强度钢材已在建筑结构中得到了推广应用,国内外关于高强度钢材钢结构的研究工作也已逐步开展起来。欧洲和美国的钢结构设计标准已涉及到部分高强度钢材的设计内容,而GB 50017—2003《钢结构设计规范》尚未包含,修订中的新版《钢结构设计规范》计划纳入Q460高强度钢材。通过对比各国设计标准中关于工字形截面受弯构件局部稳定的规定,发现美国标准ANSI/AISC 360-10、欧洲标准BS EN1993-1、日本标准AIJ LSD2010和中国规范GB 50017—2003在设计范围和原则、板件宽厚比限值、腹板屈曲后承载力以及腹板最大高厚比等方面存在着一定差异。最后利用通用有限元软件ANSYS建立四点加载下的工字形截面受弯构件模型,计算不同钢材构件的腹板屈曲后极限承载力,并与各国标准推荐式的计算值进行对比,发现其均不适用于高强度钢材受弯构件局部稳定的计算。     

Q460高强钢焊接工字形截面简支梁整体稳定性能与设计方法研究

为研究Q460高强钢焊接工字形截面简支梁的整体稳定性能,对跨中无侧向支撑的3个双轴对称和6个单轴对称焊接工字形截面简支梁进行了整体弯扭屈曲试验。实测了试件的截面残余应力和初始几何缺陷,并分析其整体弯扭屈曲变形特征和稳定承载力。建立考虑残余应力和初始几何缺陷的有限元模型对简支梁受力进行了模拟,模拟结果与试验结果吻合良好,基于试验验证的有限元模型计算了大量不同截面尺寸和跨度的Q460高强钢焊接工字形截面简支梁的整体稳定承载力。将试验和有限元参数分析结果与GB 50017—2017《钢结构设计标准》、JGJ/T 483—2020《高强钢结构设计标准》、欧洲规范EN 1993-2005和美国规范ANSI/AISC 360-2016的简支梁整体稳定系数公式的计算结果进行比较,结果表明GB 50017—2017和ANSI/AISC 360-2016的计算结果偏于不安全,EN 1993-2005的计算结果过于保守,JGJ/T 483—2020的计算结果偏于安全且最为接近。最后,在JGJ/T 483—2020的简支梁整体稳定系数计算公式基础上引入增大系数,并根据截面高宽比的不同,取用不同的长细比指数对该公式予以修正,修正后的公式更适用于Q460高强钢焊接工字形截面简支梁的设计计算。     

本期问题:翼缘和腹板宽厚比等级不一致,如何考虑截面塑性发展系数?

正1问题引入GB 50017—2003《钢结构设计规范》(简称《旧钢规》) 4.1.1条规定"...当梁受压翼缘的自由外伸宽度与其厚度之比大于■而不超过■时,应取γx=1.0...",也就是说只要受压翼缘的自由外伸宽度与其厚度之比满足要求,就可以考虑截面塑性发展系数。但GB 50017—2017《钢结构设计标准》(简称《新钢标》)把腹板高度与厚度     

Q690高强圆钢管轴压性能数值分析及设计建议

利用商用有限元软件ABAQUS,对4种不同径厚比,正则化长细比λ_n从0.5～2.3的一系列埋弧焊接Q690高强圆钢管柱的整体稳定承载力进行了计算,然后根据公式φ=N/（Af_y）计算出整体稳定系数φ,将计算结果与GB 50017—2017《钢结构设计规范》规范中圆钢管轴压稳定曲线进行了比较。对Q690焊接圆钢管轴压构件整体稳定设计,针对GB 50017—2003《钢结构设计规范》规范提出两种建议：（1）对于柱子曲线选择的建议,即GB 50017—2003《钢结构设计规范》规范中采用a类柱子曲线;（2）对柱子曲线进行更新的建议,即更新GB50017—2003《钢结构设计规范》规范中的缺陷系数α1、α2、α3,提出了新的柱子曲线。     

《钢结构与钢-混凝土组合结构设计方法》的理解与应用——弯矩调幅法

《钢结构设计标准》(GB 50017—2017)对钢梁采用弯矩调幅法的设计要点进行了详细规定,但弯矩调幅法的实际应用依然不多。根据《钢结构与钢-混凝土组合结构设计方法》,详细介绍了钢结构采用弯矩调幅法的应用意义、理论背景、适用条件和构造要求等。以期介绍的相关内容能够促进弯矩调幅法在钢结构设计中的应用。     

部分包覆钢-混凝土组合柱轴压整体稳定承载力的工程计算

部分包覆钢-混凝土组合柱(PEC柱)能以较小的截面尺寸承担较大的荷载,因而在实际工程应用中具有较大长细比,承载力转为由整体稳定控制.利用有限元软件ABAQUS建立PEC轴压柱模型,对比既有试验数据,校核其正确性.在此基础上,对不同截面尺寸、材料强度配比下的构件进行参数分析.根据计算结果,对PEC柱的轴压整体稳定系数取值提出两种方案:一是按照《钢结构设计标准》(GB 50017-2017)b,c类柱子曲线进行设计计算;二是借助《钢结构设计标准》(GB 50017-2017)中的柱子曲线形式,更新缺陷系数,给出新的稳定系数曲线.将两种方案计算结果与试验数据进行了比较,对其适用性进行了研究.     

受剪杆件设计

对AISC 360-16《建筑钢结构标准》(简称《美国钢标》)受剪杆件设计方法进行了解读,并与GB 50017—2017《钢结构设计标准》(简称《17钢标》)受剪杆件的设计方法进行了比较.《美国钢标》受剪杆件稳定的强度能力计算在G章.设计抗剪强度取?vVn,一般情况下抗剪抗力系数?v=0.9.1)对于工字形截面和槽形截...     

中、欧规范关于圆管相贯焊接节点承载力对比分析

介绍GB 50017—2003《钢结构设计规范》和BS EN 1993-1-8∶2005《Eurocode 3:Design of Steel Structures》中关于支管只承受轴力作用下X形、T形(或Y形)和K形3种平面圆管相贯节点以及TT形、KK形两种空间圆管相贯节点承载力计算公式。算例表明:GB 50017—2003中支管受拉时节点承载力大于支管受压时节点承载力,BS EN 1993-1-8∶2005中弦杆表面发生冲切破坏计算所得的节点承载力远大于弦杆表面发生塑性破坏计算所得的节点承载力,且按BS EN 1993-1-8∶2005计算的节点承载力介于按GB 50017—2003支管受拉时的节点承载力和支管受压时的节点承载力之间。     

钢框架结构设计的相关要点

根据GB50011—2010《建筑抗震设计规范》(2016年版)和GB50017—2017《钢结构设计标准》对钢结构的概念及设计要点做了比较深入的分析,总结了钢结构设计中常见的问题,以期加深对钢结构概念的理解,推广钢结构在工程中的应用。     

新钢规抗震性能化设计在某钢结构体育馆设计中的应用

北京樊家村劳动力安置用地项目8#楼为大跨钢结构,具有薄弱层和穿层柱等不规则情况。介绍了其钢结构设计的难点、遇到的部分问题、性能化设计思路、结构计算方法等。按照《钢结构设计标准》(GB50017—2017)第17章中承载力等级-延性等级相互对应的设计思路进行结构的性能化分析,对结构中耗能构件、非耗能构件和关键构件在设防地震中的承载力和其在罕遇地震中的破坏程度进行验算。经计算,各结构构件的承载力均满足性能化设计要求,并且结构在罕遇地震下的变形也满足大震的位移要求。