Chapter I

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玄龙
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1 集成化的通用结构分析与设计软件 ETABS 2013 中国 2010 规范钢框架设计技术报告北京筑信达工程咨询有限公司北京市古城西街 19 号研发主楼 4 层, Version

2 版权计算机程序 ETABS 及全部相关文档都是受专利法和版权法保护的产品全球范围的所有权属于 Computers and Structures,Inc.( 中文版版权同属于北京筑信达工程咨询有限公司 ) 如果没有 CSI 和北京筑信达工程咨询有限公司的预先书面许可, 未经许可的程序使用或任何形式的文档复制一律禁止更多信息和此文档的副本可从以下获得 : 北京筑信达工程咨询有限公司北京市古城西街 19 号研发主楼 4 层电话 : 传真 : 电子邮件 : support@cisec.cn 网址 : 北京筑信达工程咨询有限公司版权所有, 2013.

3 目录第 1 章概述和符号概述注释... 1 第 2 章首选项概述应用首选项首选项... 5 第 3 章覆盖项概述覆盖项修改覆盖项重置覆盖项为默认值... 9 第 4 章截面分类截面分类... 10

4 4.2 中国型钢库第 5 章计算长度系数第 6 章构件承载力设计概述承载力抗震调整系数 RE 框架梁柱承载力计算中心支撑承载力计算偏心支撑承载力计算第 7 章构造校核构件截面宽厚比限值构件长细比限值第 8 章节点设计强柱弱梁验算节点域... 25

5 第 1 章概述和符号 1.1 概述应用本程序进行钢框架结构设计时, 当用户选定设计规范为中国 2010 规范时, 设计的过程和一系列参数选择等细节将遵循中国 2010 规范执行本技术报告列出了规范中所涉及的不同参数的意义框架单元设计是基于用户自定义和特定荷载组合的程序提供了一套默认的中国 2010 规范荷载组合, 它们可以满足大部分结构形式的需要更多信息可以参见 ETABS 2013 中国 2010 荷载技术报告程序提供了是否按抗震设计结构的选择, 按照中国 2010 规范三水准两阶段的设计原则, 提供了建筑抗震设计规范 (GB ) 所使用的地震反应谱并且按中国 2010 规范所使用的抗震等级设计方法, 提供了结构单元抗震等级的选择, 而且同一结构中不同构件单元可选择不同的抗震等级, 更多信息参见 ETABS 2013 中国 2010 荷载技术报告根据中国 2010 规范 ( 包括钢结构设计规范 (GB ) 建筑抗震设计规范 (GB ) 和高层建筑钢结构技术规程 (JGJ ) 等 ) 本程序对钢框架结构梁柱支撑分别进行了强度刚度稳定性计算和设计此外, 根据本程序的特点, 程序提供了中国 2010 规范钢框架结构设计参数选择和覆盖项设置本技术报告各章对以上内容进行了介绍本技术报告中, 除了特殊说明外, 单位一律按牛 - 毫米 - 秒 (N-mm-s) 单位制 1.2 注释 E --- 钢材的弹性模量 ; 1

6 Ec --- 混凝土的弹性模量 ; G --- 钢材的剪切模量 ; f --- 钢材的抗拉抗压抗弯强度设计值 ; f v --- 钢材的抗剪强度设计值 ; f --- 钢材的屈服强度 ; f c --- 混凝土的抗压强度设计值 ; --- 正应力 ; --- 剪应力 ; A --- 毛截面面积 ; An --- 净截面面积 ; H --- 柱的高度 ; I --- 毛截面惯性矩 ; I n --- 净截面惯性矩 ; i --- 截面回转半径 ; l --- 计算长度或跨度 ; l0 --- 弯矩屈曲的计算长度 ; l1 --- 梁受压翼缘侧向支撑间距离 ; S --- 毛截面面积矩 ; W --- 毛截面模量 ; Wn --- 净截面模量 ; W p --- 塑性毛截面模量 ; W pn --- 塑性净截面模量 ; --- 长细比 ; b --- 板的自由外伸宽度 ; hw --- 腹板的高度 ; h0 --- 腹板的计算高度 ; 2

7 t --- 板的厚度 ; K1, K 构件线刚度之比 ; --- 框架柱的计算长度系数 ; RE 承载力抗震调整系数 ; ---, --- 截面塑性发展系数 ; x 3

8 第 2 章首选项本技术报告提供了中国 2010 规范钢框架设计首选项中的项目 2.1 概述钢框架结构设计首选项是应用于所用钢框架单元最基本的属性定义由设计菜单 > 钢框架设计 > 查看 / 修改首选项命令来访问钢框架结构设计首选项, 在设计规范中选定中国规范 2010 (Chinese2010) 的基础上, 用户将看到并可以修改钢框架结构设计首选项程序提供了钢框架结构设计首选项中各项的默认值, 用户最好在设计之前检查各默认值, 确保其是符合所设计结构的性质的, 如果不合适, 需用户自己按规范进行相应调整 2.2 应用首选项想要察看首选项, 选择设计菜单 > 钢框架设计 > 查看 / 修改首选项, 首选项表格各项将显示出来, 其中表格左边一列是各选项的名称, 右边一列是其对应的值想要改变选项中的值, 可以用鼠标左键点击选项名称或默认值各选项值有两种形式, 一种是选择性的, 当用户点击时将显示下拉菜单, 可以选择其中任意一种选项 ; 另一种形式是数据填写式的, 当用户点击时, 光标将处于该值位置, 等待用户改写用户不能自由填写选择性的选项当所有的选项值均定义完毕后, 点击确认项, 程序将退出首选项菜单, 并保留所作修改, 如不想保留修改可以点击取消项, 程序将退出且不保留所作修改 4

9 2.3 首选项为了更好的解释首选项中各选项的意义, 在此把首选项中各项列表如下 : 表 1 钢框架设计首选项项选择值默认值备注设计规范多国规范 Chinese2010 选择设计规范多步工况设计框架体系抗震设计等级包络 / 逐步 / 最后步 / 包络 - 全部 / 逐步 - 全部有侧移框架体系 SMF / 中心支撑框架体系 CBF / 偏心支撑框架体系 EBF / 无侧移框架体系 NMF 一级 / 二级 / 三级 / 四级 / 非抗震忽略宽厚比校核是 / 否是逐步 - 全部有侧移框架体系 SMF 二级设计组合中包含多值工况时如何使用多值工况的结果根据模型是否存在支撑构件以及支撑类型选择影响柱计算长度中心支撑构件 (JGJ ) 抗震设计计算的公式和内力调整 (JGJ ) 以及偏心支撑抗震计算公式设置钢结构抗震等级, GB 对应钢结构设计规范 GB50017 所有对钢构件宽厚比或高厚比限制的验算梁按压弯构件设计? 是 / 否否梁是否按照压弯构件设计考虑挠度是 / 否是设计过程是否考虑挠度限值活载限值 L/ >0 360 附加活荷载下的挠度限值, 输入 240 表示限值为 L/240, 输入 0 表示不校核此项总限值 L/ >0 240 总荷载挠度限值输入 240 表示限值为 L/240, 输入 0 表示不校核此项总起拱限值 L/ >0 240 净挠度限值总荷载挠度减去起拱值, 即得到净挠度输入 240 表示限值为 L/240, 输入 0 表示不校核此项样式活荷载系数 >0 0 考虑连续梁和悬臂梁活荷载不利分布的参数, 一般取默认值需求 / 能力比例限值 > 设定最大应力比在自动优化设计中作为应力比控制限值, 超出此值将更换截面或给出警告信息最大自动迭代数 >0 1 自动优化设计的迭代次数注 : 可能值 : 指该选项可以选择值的范围默认值 : 指该选项程序默认的值 5

10 第 3 章覆盖项本技术注释提供了中国 2010 规范剪力墙设计覆盖项中的条款 3.1 概述钢框架结构设计覆盖项只应用于被选定的钢框架结构单元, 本技术注释描述了中国 2010 规范的覆盖项特征要访问覆盖项, 可以选择一个单元然后点击设计菜单 > 钢框架设计 > 查看 / 修改覆盖项命令程序已经给各覆盖项指定了默认值, 因此用户一般不需要重新指定所有的覆盖项, 但为了确保默认值符合用户的要求, 最好在执行覆盖设计之前对其浏览一遍当覆盖项被修改时, 程序只将其修改指定给所选择的结构单元, 也就是覆盖项改变时被选中的单元 3.2 覆盖项为了更好的解释覆盖项中选项的意义, 覆盖项选项列表如下 : 项目可能值默认值备注当前设计截面所有钢截面当前截面框架体系有侧移框架体系 SMF / 中心支撑框架体系 CBF / 偏心支撑框架体系 EBF / 无侧移框架体系 NMF 首选项中的定义可直接修改截面, 并按照修改后的截面, 基于先前设计内力校核计算根据模型是否存在支撑构件以及支撑类型选择影响柱计算长度中心支撑构件 (JGJ ) 抗震设计计算的公式和内力调整 (JGJ

11 6.4.5) 以及偏心支撑抗震计算公式设计类型抗震设计等级构件类型 ( 耗能 ) 梁 / 柱 / 支撑 / 桁架一级 / 二级 / 三级 / 四级 / 非抗震关键构件及普通竖向构件耗能构件 / 地震放大系数框剪结构剪力调整系数 (SMF) 截面类别 - 轧制截面? 是 / 否是截面类别 - 翼缘焰切边? 是 / 否否稳定系数 φ_b- 两端铰接? 是 / 否否稳定系数 φ_b- 上翼缘加载? 是 / 否是程序根据构件空间位置判断首选项中的定义关键构件及普通竖向构件程序计算按构件类型选择设计构造校核公式设置钢结构抗震等级, GB 进行性能设计时, 针对第 2 性能水准的结构, 指定构件类型, 参见 JGJ 对框支柱 / 托柱梁 /V 或人字支撑 / 的地震荷载产生的内力的调整框架承担最小地震剪力调整系数对应 JGJ 截面是否为轧制截面, 用于判断截面类型, 参见 GB 表截面翼缘是否为焰切边, 用于判断截面类型, 参见表指定钢梁是否仅以腹板与柱或主梁连接, 参见 JGJ 梁上荷载是作用于梁上翼缘或下翼缘, 用于梁的整体稳定系数计算, 参见附录 B 忽略宽厚比校核是 / 否是是否忽略 b/t 的验算梁按压弯构件设计? 是 / 否否梁是否按照压弯构件设计考虑挠度? 是 / 否活载限值 L/ >0 总限值 L/ >0 总起拱限值 L/ >0 首选项中的定义首选项中的定义首选项中的定义首选项中的定义设计过程是否考虑挠度限值附加活荷载下的挠度限值, 输入 240 表示限值为 L/240, 输入 0 表示不校核此项总荷载挠度限值输入 240 表示限值为 L/240, 输入 0 表示不校核此项净挠度限值总荷载挠度减去起拱值, 即得到净挠度输入 240 表示限值为 L/240, 输入 0 表示不校核此项指定起拱 mm 0 0 自定义的起拱量净截面与毛截面面积比 0.9 净截面与毛截面面积的比值活荷载折减系数 0 0 无支撑长度比 ( 主 ) 0 程序计算考虑连续梁和悬臂梁的活荷载折减系数构件在主轴方向上, 相邻两个支撑间净距离与构件长度的比值 7

12 无支撑长度比 ( 次 ) 0 程序计算构件在次轴方向上, 相邻两个支撑间净距离与构件长度的比值有效长度系数 (μ 主 ) 0 程序计算 JGJ99-98 公式的计算长度系数有效长度系数 (μ 次 ) 0 程序计算 JGJ99-98 公式的计算长度系数塑性系数 (γ 主 ) 0 程序计算塑性系数 (γ 次 ) 0 程序计算截面影响系数 (η) 1/0.7 1/0.7 强柱系数 ( ) 0 程序计算受压长细比限值 0 程序计算受拉长细比限值 0 程序计算标准强度 F,MPa 0 0 正应力设计强度 f,mpa 0 0 剪应力设计强度 fv,mpa 0 0 考虑假设的剪力? 是 / 否否注 : 可能值, 指该选项可以选择值的范围默认值, 指该选项程序默认的值截面塑性发展系数 ( 主轴 γ x ), 截面塑性发展系数 ( 次轴 γ ), 考虑开口截面的影响系数 η, 参照公式 GB 的强柱系数如果要忽略强柱弱梁的校核, 可将此数值设为 0 程序默认按 GB 和 GB 计算程序默认按 GB 计算钢材标准强度, 为 0 表示采用材料定义处的强度钢材抗拉抗压抗弯强度设计值, 为 0 表示采用材料定义处的强度钢材的抗剪屈服强度, 为 0 表示采用材料定义处的强度如果为 Yes, 则取按照轴心受压构件计算的剪力 ( 条 ) 和实际设计剪力的较大值, 作为设计剪力如果为 No, 则不引入条 3.3 修改覆盖项要访问覆盖项, 可以选择一个单元然后点击设计菜单 > 钢框架设计 > 查看 / 修改覆盖项命令覆盖项是由一列项目名称和一个数据表格组成的, 其中表格左列是各选项的编号和名称, 右列是其相对应的值要修改选项中的某值, 点击该项目的值一栏即可进行修改 8

13 各选项值有两种形式, 一种是选择性的, 当用户点击时将显示下拉菜单, 可以选择其中任意一种选项 ; 另一种形式是数据填写式的, 当用户点击时, 光标将处于该值位置, 等待用户改写用户不能自由填写选择性的选项当所有的覆盖项值均定义完毕后, 点击确认项, 程序将退出覆盖项选择菜单, 并在选中的框架单元上显示并保留所选覆盖项的修改如不想保留修改可以点击取消项, 程序将退出且不保留所作修改 3.4 重置覆盖项为默认值应用设计菜单 > 钢框架设计 > 重置所有覆盖项命令可以对所有钢框架单元重新定义所有覆盖项内容, 如果这一命令被执行, 所有单元所有覆盖项将恢复成默认值, 并且所有当前设计结果都将被删除关于重置覆盖项的重要提示 : 程序覆盖项默认值是建立在程序内部的当钢框架结构覆盖项值是用户用以往的 *edb 文件来初始化时, 它可能不同于程序内置的覆盖项默认值当用户运行重置覆盖项命令时, 程序将重置覆盖项为程序内置的覆盖项默认值, 而不是用户初始化模型时的那个 *.edb 中的值 9

14 第 4 章截面分类本技术报告描述了程序如何根据中国 2010 规范在计算中考虑构件截面分类的 4.1 截面分类分程序按照钢结构设计规范 GB 中表的规定进行构件截面类型划表轴心受压构件的截面分类 (t<40mm) 截面形式对 x 轴对轴轧制 a a 10

15 a b 轧制 b/h 0.8 b b 轧制 b/h>0.8 焊接, 翼缘为焰切边焊接 b c 焊接, 翼缘为轧制或剪切边 c c 焊接, 板件边缘轧制或剪切焊接, 板件宽厚比 20 11

16 表轴心受压构件的截面分类 (t 40mm) 截面形式对 x 轴对轴 t<80mm b c t 80mm c d 轧制工字形或 H 形截面翼缘为焰切边 b b 翼缘为轧制或剪切边 c d 焊接工字形截面板件宽厚比 > 20 b b 焊接箱形截面板件宽厚比 20 c c 4.2 中国型钢库 ETABS 中文版基于相关中国规范新加入了中国型钢库常用钢材截面有普通热轧型钢热轧宽翼缘 H 型钢, 焊接轻型 H 型钢结构用高频焊接薄壁 H 型钢 ETABS 中文版中, 普通热轧型钢包括工字钢槽钢角钢等型钢截面, 分别遵循 GB GB GB 热轧 H 型钢参照了 GB 的规定结构用高频焊接 H 型钢参照了 JG/T 的规定 12

17 13 第 5 章计算长度系数本技术报告描述了程序如何根据中国 2010 规范在计算中考虑钢框架构件计算长度系数的计算长度系数适用于框架柱梁和支撑梁和支撑的计算长度系数为 L 在确定框架柱的计算长度系数时, 先要计算下列线刚度之和 : t c c t b b H I E L I E K 1 b c c b b b H I E L I E K 2 1 K 2 K 分别为相交于柱上端柱下端的横梁线刚度之和与柱线刚度之和的比值 ; E b 梁的材料弹性模量 ; I b 梁的转动惯量 ; L 梁长度 ; E c 柱的材料弹性模量 ;

18 I c 柱的转动惯量 ; H 柱的高度 ; 对无侧移框架柱, 当梁远端为铰接时应将横梁线刚度乘以 1.5, 当横梁远端为嵌固时应将横梁线刚度乘以 2.0; 对有侧移钢架柱, 当横梁远端为铰接时应将横梁线刚度乘以 0.5, 当横梁远端为嵌固时应将横梁线刚度乘以 2 3 当横梁与柱铰接时, 取横梁线刚度为零对底层框架柱, 当柱与基础铰接时取 K 2 等于零, 当柱与基础刚接时取 K 2 =10 当与柱刚性连接的梁所受轴心压力较大时, 横梁线刚度应乘以折减系数根据求得的 K 1 K 2, 可以利用 JGJ99-98 的条计算无侧移框架柱和有侧移框架柱的计算长度系数框架柱的计算长度按下列规定计算 : 当计算框架柱在重力作用下的稳定时, 框架柱的计算长度系数根据 JGJ99-98 采用下列近似公式计算 : 有侧移时 1.6 4( K1 K 2 ) 7.5K1 K K K 7.5K K 无侧移时 3 1.4( K1 K 2 ) 0.64K1K 3 2( K K ) 1.28K K ETABS 中文版按照上述规范规定计算框架柱的计算长度

19 第 6 章构件承载力设计本技术报告描述了程序如何根据中国 2010 规范对钢框架构件进行承载力计算的 6.1 概述程序可进行钢框架柱梁中心支撑偏心支撑设计相关计算遵循了钢结构设计规范建筑抗震设计规范和高层民用建筑钢结构技术规程中的规定构件的受拉和受压强度按净截面计算, 稳定性和变形按毛截面计算, 考虑有效截面时稳定性按有效截面计算 ETABS 中国规范版本中, 设置了净截面与毛截面面积比, 默认值为 0.9, 并可由用户自行调整钢材的抗拉压弯强度设计值, 是对屈服强度标准值乘一定的系数后取整得出的, 抗剪强度设计值是对抗拉强度设计值乘一定系数后取整得出的, 端面承压是对抗拉强度最小值乘一定系数并取整后得出的此外, 强度与材料的厚度有关常用钢材 Q235 和 Q345 的强度设计值如下 : 表 1 钢材的强度设计值 (N/ 2 mm ) 牌号厚度或直径 ( mm ) 抗拉抗压抗弯 f 抗剪 f V Q >16~40 >40~60 >60~ 端面承压 f ce

20 Q >16~35 >35~50 >50~ 承载力抗震调整系数 RE 承载力抗震调整系数, 是构件的承载力设计值与抗震承载力设计值的比值 GB 对此未作深入说明, 但其含意义与 AISC 采用允许应力法 (ASD) 进行抗震设计时将允许应力提高 4/3=1.33 倍的规定类似在表达式中, 相当于将材料的强度设计值除以 RE 但在运用时, 根据构件的重要性对不同构件和连接采取了不同的数值, 可参见 GB 第条的规定表 2 钢构件承载力抗震调整系数 ( 来自 GB 表 5.4.2) 材料结构构件受力状态 RE 钢柱, 梁支撑节点板件螺栓焊缝柱支撑强度稳定在 ETABS 中文版可根据钢构件的类型和受力状态判断钢构件适用的承载力抗震调整系数, 并作为承载力抗震调整系数的默认值 ETABS 2013 已增加钢节点设计的内容, 但目前只适用于美国规范 6.3 框架梁柱承载力计算轴力和弯矩共同作用的强度采用下式校核 N A n M x W x nx M W n f 实腹压弯构件弯矩作用在对称轴平面内的稳定 N A x W x 1x mxm x N ( ' N Ex ) f 16

21 实腹压弯构件弯矩作用平面外的稳定 N A txm W b x 1x f 以上公式中, 和是塑性发展系数, 取 1.0 β 是弯矩非均布时的等效弯矩系数 1/ x (1- N/ N Ex ) 为压力和弯矩共同作用时的弯矩放大系数, 经换算后可写成以上第二式所示形式 6.4 中心支撑承载力计算 ETABS 中文版按照如下的规范规定 (JGJ ) 验算中心支撑的抗震承载力 N /( Abr) f 1 n /( ) n ( / ) f / 式中, 是受循环荷载时的设计强度降低系数, 材强度设计值, 应除以 RE n E 是支撑斜杆的正则化长细比, f 是钢 ETABS 中国规范版本在设计过程中对中心支撑构件进行上述验算, 如果不能满足抗震承载力要求, 则增大中心支撑截面直至满足为止 6.5 偏心支撑承载力计算偏心支撑仅用于 8 度及以上的结构 GB 中关于偏心支撑的规定, 完全参考 AISC1997 的抗震规定, 但增加了 RE 的要求, 可能使计算更加繁琐由于我国高层建筑较多采用混合结构, 目前还没有偏心支撑的设计经验目前 ETABS 中文版采用美国规范进行偏心支撑计算和设计 17

22 第 7 章构造校核本技术报告介绍了中国 2010 规范钢框架设计中对构件构造方面的要求构件构造要求分为对板件宽厚比限值和构件长细比限值 7.1 构件截面宽厚比限值非抗震钢框架的构件截面, 应符合钢结构设计规范 GB 的规定, 现说明如下 : 梁翼缘自由外伸部分的宽度与厚度之比限值, 应符合条的规定梁受压翼缘自由外伸宽度 b 与厚度 t 之比, 应符合下式要求 : b / t / (GB ) f 注 : 翼缘板自由外伸宽度 b 的取值为 : 对焊接构件, 取腹板边至翼缘板 ( 肢 ) 边缘的距离 ; 对轧制构件, 取内圆弧起点至翼缘板 ( 肢 ) 边缘的距离焊接梁腹板的宽厚比限值和加劲肋配置, 应符合第条的规定 ( 如右图所示 ): 18

23 1) 当 h 0 t w f, 时, 对有局部压应力的梁, 应按构造配置横向加劲肋 ; 但对无局部压应力的梁, 可不配置加劲肋 2) 当 h t 0 w > f, 时, 应配置横向联合向加劲肋并满足 GB 条要求受压构件翼缘自由外伸部分的宽厚比限值, 应符合条的规定 : 1) 在轴心受压构件中, 翼缘板自由外伸宽度 b 与其厚度 t 之比, 应符合下式要求 : b / t ( ) 235/ (GB ) f 式中, 构件两方向长细比的较大值 : 当 30 时, 取 =30 ; 当 100 时, 取 =100 2) 压弯构件 : b / t / (GB ) f 轴心受压构件和压弯构件的腹板高厚比限值, 应符合第条的规定在工字形及 H 形截面的受压构件中, 腹板计算高度 h / t, 应符合下列要求 : 1) 轴心受压构件 : w o w h o (GB ) t f 式中, 构件两方向长细比得较大值 : 当 30 时, 取 =30 ; 当 100 时, 取 =100 19

24 2) 压弯构件 : 式中, 当时, o 当时, o w h o 16 o (GB ) t f w max o = ho o (GB ) t f max min max = 腹板计算高度边缘的最大压应力, 计算时不考虑构件的稳定系数和截面塑性发展系数 ; min = 腹板计算高度另一边缘相应的应力, 压应力取正值, 拉应力取负值 ; = 构件在弯矩作用平面内的长细比当 <30 时, 取 =30; 当 100, 取 =100 箱形截面受压构件的腹板高厚比限值, 应符合第条的规定在箱型截面的受压构件中, 受压翼缘的宽厚比应符合上述所列 GB 条规定在箱型截面受压构件的腹板计算高度 h 0 与其厚度 t w 之比, 应符合下列要求 : 1) 轴心受压构件, ho (GB ) t f w 20

25 2) 压弯构件的 h / t 0 w 不应超过公式 ( ) 或公式 ( ) 右侧乘以 0.8 后的值 ( 当此值小于 / f 时, 应采用 / f ) T 形截面受压构件的板件宽厚比和径厚比限值, 应符合第条规定, 腹板高度与其厚度之比, 不应超过下列数值 : 1) 轴心受压构件,( ) 235/ f 2) 压弯构件, 当 o 1. 0 时, / f 当 o 1. 0时, / f 圆管截面的受压构件, 其外径与壁厚之比应符合第条规定, 不应超过 100(235/f ) 抗震钢框架的构件截面, 与结构的设防烈度有关, 也与结构的高度有关, 应符合建筑抗震设计规范 GB 第条的对框架梁框架柱板件宽厚比要求的规定下表 ( 表 1) 中汇总了非抗震和抗震条件下框架的梁柱板件宽厚比的限值 : 表 1 框架的梁柱板件宽厚比的限值柱梁板件类型非抗震抗震一级二级三级四级工字形截面翼缘外伸部分工字形截面腹板 λ 箱型截面腹板工字形截面和箱形截面翼缘外伸部分箱型截面翼缘在两腹板间的部分 N b 工字形截面和箱形截面腹板 Af N b Af N b Af N b Af 中心支撑构件的板件宽厚比应符合 GB 第条的规定, 如表 2 所示 21

26 表 2 钢结构中心支撑板件宽厚比限值板件名称抗震等级一级二级三级四级翼缘外伸部分工字形截面腹板箱形截面腹板圆管外径与壁厚比注 : 表列数值适用于 Q235 采用其他牌号钢材应乘以 235 / f, 圆管应乘以 235/f a a 中心支撑杆件截面的长细比要求参见 GB 第条 7.2 构件长细比限值非抗震钢结构受压构件的容许长细比, 应符合钢结构设计规范 GB 第条的规定, 现说明如下 : 柱桁架构件和吊车梁以下的柱间支撑, 不应大于 150 其它情况下的支撑以及减少受压构件长细比的构件, 不应大于 200 抗震钢框架柱的容许长细比, 与结构的抗震等级有关, 应符合建筑抗震设计规范 GB 的规定, 现说明如下 : 框架柱的长细比限值, 应符合第条的规定表 3 框架的柱长细比限值抗震等级一级二级三级四级长细比限值 / fa / fa 235/ fa / fa 注 : 表列数值适用于 Q235 钢采用其他牌号钢材时应乘以 235 / f a 规定中心支撑框架中支撑斜杆的长细比限值, 应符合建筑抗震设计规范 GB 的 22

27 1 支撑杆件的长细比, 按压杆设计时, 不宜大于 / fa ; 中心支撑杆一二三级时不得采用拉杆, 四级时可采用拉杆, 其长细比不得大于 / f a 注 : 上述数值适用于 Q235 钢, 采用其他牌号钢材时应乘以 235 / f a 偏心支撑框架中支撑斜杆的长细比限值, 不应大于 / fa ETABS 中国规范版本的设计过程中, 遵循上述规范要求考虑了宽厚比和长细比的限值如果设计截面不能满足上述限值,ETABS 将输出相关警告信息 23

28 第 8 章节点设计本技术报告介绍了中国 2010 规范钢框架设计中节点设计的方法 8.1 强柱弱梁验算强柱弱梁要求符合下列规定 : W pc ( f N / A ) W f (GB ) c c pb b 式中, W, 分别为柱和梁的塑性截面模量 ; W pc pb N 柱轴向压力设计值 ; A c 柱截面面积 ; f c, f b 分别为柱和梁的钢材屈服强度为强柱系数, 一级取 1.15, 二级取 1.1, 三级取 1.05 符合下列情况之一下可不验算强柱弱梁 :1) 柱所在楼层的受剪承载力比上一层受剪承载力高出 25%;2) 柱轴向力设计值与柱全截面和钢材抗拉强度设计值乘积的比值不超过 0.4; 3) 与支撑相连的斜杆其中, 第一种情况与 AISC 规定相比放宽较多 ; 第二种情况略有放宽, 因为不是用屈服强度而是用强度设计值 ; 第三情况是我国自行规定的 ETABS 中文版中, 如果柱属 24

29 于第一二种情况, 则不再验算所设计的截面是否满足强柱弱梁要求 ; 如果柱不属于第一二种情况, 将进行验算, 如果不能满足强柱弱梁要求, 则增大柱截面直至满足为止 8.2 节点域梁与柱刚性连接时, 抗震钢框架的加劲肋 ( 连续板 ) 采用与对应的梁翼缘等厚非抗震钢框架的加劲肋厚度可根据梁翼缘传递的集中力计算当该力较小时, 加劲肋厚度不得小于梁翼缘厚度的一半梁与柱刚性连接时, 节点域可能要加厚, 根据 JGJ99-98 的和条的规定由计算确定按 JGJ99-98 第条的规定, 应计入梁柱节点域剪切变形对高层建筑钢结构侧移的影响可将梁柱节点域当作一个单独的单元进行结构分析, 也可按下列规定作近似计算 1) 对于箱型截面柱框架, 可将节点域当作刚域, 刚域的尺寸取节点域尺寸的一半 ; 2) 对工字形截面柱框架, 可按结构轴线尺寸进行分析, 并应按 JGJ99-98 第条的下列规定对侧移进行修正 : 当工字型截面柱框架所考虑楼层的主梁线刚度平均值与节点 EI 域剪切刚度平均值之比 bm 1或参数 >5 时, 按 JGJ99-98 第条近似 (K h ) 方法计算的楼层位移, 可按下式进行修正 : m bm ) ' i (1 i (JGJ ) 2 bm bm cm bm (JGJ ) K EI m h bm EI K mh bm I I bm h h cm ' i 是修正后的第 i 层楼层的侧移, i 层楼层的侧移是忽略剪切变形, 并按结构轴线分析得出的第 i GB 规定, 对于框架 - 支撑体系中的柱箱形柱和 12 层下的框架柱, 可不考虑节点域对框架侧移的影响由于 JGJ99-98 的和条的规定应用较繁, 在工程实际中并未被很好采用, 故参考美国抗震设计手册中的方法考虑节点域剪切变形对框架层间位移角的影响 25

标准制定情况征求意见稿发布 2015 送审稿 2016 报批稿 2017 改为钢结构设计标准正式发布正式执行

标准制定情况征求意见稿发布 2015 送审稿 2016 报批稿 2017 改为钢结构设计标准正式发布正式执行钢结构设计标准 GB50017-2017 解读朱恒北京构力软件有限公司 2018 年 4 月标准制定情况 2012.6 征求意见稿发布 2015 送审稿 2016 报批稿 2017 改为钢结构设计标准 2017.12.12 正式发布 2018.7.1 正式执行 1. 材料 2. 板件宽厚比等级 3. 二阶弹性和直接分析法 4. 计算长度 5. 构件设计 6. 连接和节点 7. 组合梁 8. 钢管节点