钢结构设计规范GB50017docx.docx

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钢结构设计规范

GB50017-2003）

第一章总则

第1.0.1条为在钢结构设计中贯彻执行国家的技术经济政策，做到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量，特制定本规范。

第1.0.2条本规范适用于工业与民用房屋和一般构筑物的钢结构设计。

第1.0.3条本规范的设计原则是根据《建筑结构设计统一标准》（CBJ68-84））制订的。

第1.0.4条设计钢结构时，应从工程实际情况出发，合理选用材料、结构方案和构造措施，满足结构在运输、安装和使用过程中的强度、稳定性和刚度要求，宜优先采用定型的和标准化的结构和构件，减少制作、安装工作量，符合防火要求，注意结构的抗腐蚀性能。

第1.0.5条在钢结构设计图纸和钢材订货文件中，应注明所采用的钢号（对普通碳素钢尚应包括钢类、炉种、脱氧程度等）、连接材料的型号（或钢号）和对钢材所要求的机械性能和化学成分的附加保证项目。

此外，在钢结构设计图纸中还应注明所要求的焊缝质量级别（焊缝质量级别的检验标准应符合国家现行《钢结构工程施工及验收规范》）。

第1.0.6条对有特殊设计要求和在特殊情况下的钢结构设计，尚应符合国家现行有关规范的要求。

第二章材料

第2.0.1条承重结构的钢材，应根据结构的重要性、荷载特征、连接方法、工作温度等不同情况选择其钢号和材质。

承重结构的钢材宜采用平炉或氧气转炉3号钢（沸腾钢或镇静钢）、16Mn钢、16Mnq钢、15MnV钢或15MnVc钢，其质量应分别符合现行标准《普通碳素结构钢技术条件》、《低合金结构钢技术条件》和《桥梁用碳素钢及普通低合金钢钢板技术条件》的规定。

第2.0.2条下列情况的承重结构不宜采用3号沸腾钢:

一、焊接结构：

重级工作制吊车梁、吊车桁架或类似结构，冬季计算温度等于或低于一20C时的轻、中级工作制吊车梁、吊车桁架或类似结构，以及冬季计算温度等于或低于-30C时的其它承重结构。

二、非焊接结构：

冬季计算温度等于或低于—20r时的重级工作制吊车梁、吊车桁架或类似结构。

注：

冬季计算温度应按国家现行《采暖通风和空气调节设计规范》中规定的冬季空气调节室外计算温度确定，对采暖房屋内的结构可按该规定值提高ior采用。

第2.0.3条承重结构的钢材应具有抗拉强度、伸长率、屈服强度（或屈服点）和硫、磷含量的合格保证,对焊接结构尚应具有碳含量的合格保证。

承重结构的钢材，必要时尚应具有冷弯试验的合格保证。

对于重级工作制和吊车起重量等于或大于50t的中级工作制焊接吊车梁、吊车桁架或类似结构的钢材，应具有常温冲击韧性的合格保证。

但当冬季计算温度等于或低于-20r时，对于3号钢尚应具有—20C冲击韧性的合格保证；对于16Mn钢、16Mnq钢、15MnV钢或15MnVq钢尚应具有—40C冲击韧性的合格保证。

对于重级工作制的非焊接吊车梁、吊车桁架或类似结构的钢材,必要时亦应具有冲击韧性的合格保证。

第2.0.4条钢铸件应采用现行标准《一般工程用铸造碳钢》中规定的ZG200-400ZG230-450ZG270-500或ZG310-570号钢。

第2.0.5条钢结构的连接材料应符合下列要求:

一、手工焊接采用的焊条，应符合现行标准《碳钢焊条》或《低合金钢焊条》的规定。

选择的焊条型号应与主体金属强度相适应。

对重级工作制吊车梁、吊车桁架或类似结构，宜采用低氢型焊条。

二、自动焊接或半自动焊接采用的焊丝和焊剂，应与主体金属强度相适应。

焊丝应符合现行标准《焊接用钢丝》的规定。

三、普通螺栓可采用现行标准《普通碳素结构钢技术条件》中规定的3号钢制成。

四、高强度螺栓应符合现行标准《钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角

螺母、垫圈型式尺寸与技术条件》或《钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副型式尺寸与技术条件》的规定。

五、铆钉应采用现行标准《普通碳素钢铆螺用热轧圆钢技术条件》中规定的ML2或ML3号钢制成。

六、锚栓可采用现行标准《普通碳素结构钢技术条件》中规定的3号钢或《低合金结构钢技术条件》中规定的16Mn钢制成。

第三章基本设计规定

第一节设计原则

第3.1.1条本规范除疲劳计算外，采用以概率理论为基础的极限状态设计方法，用分项系数的设计表达式进行计算。

第3.1.2条结构的极限状态系指结构或构件能满足设计规定的某一功能要求的临界状态，超过这一状态结构或构件便不再能满足设计要求。

承重结构应按下列承载能力极限状态和正常使用极限状态进行设计：

一、承载能力极限状态为结构或构件达到最大承载能力或达到不适于继续承载的变形时的极限状态；

二、正常使用极限状态为结构或构件达到正常使用的某项规定限值时的极限状态。

第3.1.3条设计钢结构时，应根据结构破坏可能产生的后果，采用不同的安全等级。

一般工业与民用建筑钢结构的安全等级可取为二级，特殊建筑钢结构的安全等级可根据具体情况另行确定。

第3.1.4条按承载能力极限状态设计钢结构时，应考虑荷载效应的基本组合，必要时尚应考虑荷载效应的偶然组合。

按正常使用极限状态设计钢结构时，除钢与混凝土组合梁外，应只考虑荷载短期效应组合。

第3.1.5条计算结构或构件的强度、稳定性以及连接的强度时，应采用荷载设计值（荷载标准值乘以荷载分项系数）；计算疲劳和正常使用极限状态的变形时，应采用荷载标准值。

第3.1.6条对于直接承受动力荷载的结构：

在计算强度和稳定性时，动力荷载设计值应乘动力系数；在计算疲劳和变形时，动力荷载标准值不应乘动力系

数。

计算吊车梁或吊车桁架及其制动结构的疲劳时，吊车荷载应按作用在跨间内

起重量最大的一台吊车确定。

第3.1.7条设计钢结构时，荷载的标准值、荷载分项系数、荷载组合系数、动力荷载的动力系数以及按结构安全等级确定的重要性系数，应按《建筑结构荷载规范》（GBJ9-87）的规定采用。

第3.1.8条计算重级工作制吊车梁（或吊车桁架）及其制动结构的强度和稳定性以及连接的强度时，吊车的横向水平荷载应乘以表3.1.8的增大系数。

吊车植向水平荷载的谨大系数表xla

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什曹只程栗（或届玮探人制动络枸■柱胡E

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第3.1.9条计算平炉、电炉、转炉车间或其它类似车间的工作平台结构时，由检修材料所产生的荷载，可乘以下列折减系数：

主梁0.85

柱（包括基础）0.75

第二节设计指标

第3.2.1条钢材的强度设计值（材料强度的标准值除以抗力分项系数），应根据钢材厚度或直径（对3号钢按表3.2.1-1的分组）按表3.2.1-2采用。

钢铸件的强度设计值应按表3.2.1-3

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采用.连接的强度设计值应扌竦J21-4至表&21—6肅。

钢铸件酊菠度设计值（N/m4）表2.1-3

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枝■自动焊机彩自动焊所采用的焊乞和焊界I虑8旺英得致金夙抗妆帝虔不低F相应羊工焊焊条的数值。

和钉连授的菠度设计值CNAm1）表1-1

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②住学个寥件上一汝冲威或不用站棧站威设计礼社的扎艮FI类礼。

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第322条计算下列情况的结构构件或连接时，第3.2.1条规定的强度设计值应乘以相应的折减系数：

一、单面连接的单角钢

1•按轴心受力计算强度和连接0.85;

2•按轴心受压计算稳定性

等辺角钢a6+60015k,但不大于仁s

短边相连的不等边角钢55+60&®■，但不大于1・Of长边相连的不等边角钢厲70（

X为长细比，对中间无连系的单角题杆,应扌媳乃河转半径

计算，当人＜20时，取?

-=20（

二、施工条件较差的高空安装焊缝和铆钉连接0.90;

三、沉头和半沉头铆钉连接0.80。

注：

当几种情况同时存在时，其折减系数应连乘。

第3.2.3条钢材和钢铸件的物理性能指标应按表3.2.3采用

即才和钢铸件的物理性^捋标21

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第三节结构变形的规定

第3.3.1条计算钢结构变形时，可不考虑螺栓（或铆钉）孔引起的截面削

第332条受弯构件的挠度不应超过表332中所列的容许值。

第3.3.3条多层框架结构在风荷载作用下的顶点水平位移与总高度之比值不宜大于1/500，层间相对位移与层高之比值不宜大于1/400。

受音构件的客许楼度15

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注：

对室内装修要求较高的民用建筑多层框架结构，层间相对位移与层高之比值

宜适当减小。

无隔墙的多层框架结构，层间相对位移可不受限制。

第3.3.4条在设有重级工作制吊车的厂房中，跨间每侧吊车梁或吊车桁架的制动结构，由一台最大吊车横向水平荷载所产生的挠度不宜超过制动结构跨度的1/2200。

第3.3.5条设有重级工作制吊车的厂房柱和设有中、重级工作制吊车的露天栈桥柱，在吊车梁或吊车桁架的顶面标咼处，由一台最大吊车水平荷载所产生的计算变形值，不应超过表3.3.5中所列的容许值。

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③生设育鬼埔拆莖或刖世料耙鼎车的L属中，L序拄的去许计尊浇脛值应戒小帕热

第四章受弯构件的计算

第一节强度

第4.1.1条在主平面内受弯的实腹构件，其抗弯强度应按下列规定计算:

一、承受静力荷载或间接承受动力荷载时，

<4L1）

式中心晒一匾轴和y轴的弯矩《对工字形截面,x轴为虽轴，y轴叛目轴”

Wv汨'f爾tly轴的净载面抵ifS§F

截面塑性发展系数’对工字彫截面，Y.=

1-曲，Yr=l-加F对箱形截面，丫・=洛=LO^F对其它载面，可搜表反21采用Ff—钢林的抗竜^度设计值*

当腰压翼魁自由夕瞄宽度与其厚度i比大于13皿出而不超过第4J9条朗规詢，应取九齐为铜材屈服强度《或屈服点h对3号钢，取/T=235N/mmzj对16Mn钢、lGwaqfy^M5N/mm2j对15Mn¥钢、IShfnWq钢，取

=390N/amh

二直接承受动力荷载时，仍按公式（41-1＞计算，f旦应

在主平面内受弯的实腹构件，其抗期睡应

第4t2条

搜下式计算,

<41-2）

-卩&宀

式中v——计算截面沿腹板平面作用的剪如

S—计算剪应力处以上毛戡面对中和轴的面积畑

I―截面惯性距F

尙腹板厚度*

升一钢材的抗期擁设计值启

第4.1.3条当梁上翼缘受有沿腹板平面作用的集中荷载、且该荷载处又未设置支承加劲肋时，腹板计算高度上边缘的局部承压强度应按下式计算：

%=£«<1h3-1）

式中F—集中荷找对动力荷载应考虑动力系黝

F—集中荷裁増大系軌对重级工作制吊车梁理=1.

35|对其它梁，戮加

k——集中荷载在腰板计算高度上边嫌的假定:

分布长

度，搜下式计孤

^=a+2Ar<4L3—2>

a—集中荷载沿梁管度右向的支承长虧对吊车梁可

取为50mm|

\—自吊车魁顶或其它梁顶面至腹板计茸高度上边缘的距离.

在帝吱豌，当祗置琢力呦肋时，也网蚣式也b3-1>

计算腹板计算高度他缘的局韶I应九但幽取支座集中反力

的臨帰展应扌雕支座盼尺寸翊址式《去1>臥

拄■聪的什尊高度矗如时乳制皑如・为牌極皆上、内"绘慮恆的昵屬.对也樓煽合柔#角腿核商度*对爛檢I或海曲慮靡拴谨槎〉組合蟄，焉上、F贾殊导胆柢连隹的规订（虫高議度瞟扮）瞠帕逐近矩闍（见圈4密D,

第4.1.4条在组合梁的腹板计算高度边缘处，若同时受有较大的正应力、剪应力和局部压应力，或同时受有较大的正应力和剪应力（如连续梁支座处或梁的翼缘截面改变处等），其折算应力应按下式计算：

J习不不和<4L4-1>

式中6、T、（TC——腹板计算高度边缘同一点上同时产生的正应力、剪应力和局部压应力，r和cc应按公式（4.1.2）和公式（4.1.3-11）计算，6应按下式计算：

心詈肮口L4-2）

♦和耳以拉应力为正值，压应力为负值F

珀一梁療截面惯性柜孑

霁一所计算点至梁中和轴的距篦f

A—计算折算应力的弓睡设计值増犬系翫当

厅与％异号时，取2|当皿与％同

号或％=：

>时，取i3i=LL

第二节整体稳定

第4.2.1条符合下列情况之一时，可不计算梁的整体稳定性：

一、有铺板（各种钢筋混凝土板和钢板）密铺在梁的受压翼缘上并与其牢固相连、能阻止梁受压翼缘的侧向位移时。

二、工字形截面筒支梁受压翼缘的自由长度L1与其宽度B1之比不超过表4.2.1所规定的数值时。

工字慚面筒支梁革需计算整怵轮定性的最天口佝悄

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②梁的支座处，应采取构造措施以防止梁端截面的扭转。

对跨中无侧向支承点的梁，L1为其跨度；对跨中有侧向支承点的梁，L1为受压翼缘侧向支承点间的距离（梁的支座处视为有侧向支承）。

第422条除第421条所指情况外，在最大刚度主平面内受弯的构件，其整体稳定性应按下式计算：

1/

祷灯<4^2>

式中J/l宪虽轴乍用的最大弯矩J

趴一扌題压纤维确宦册梁毛载面抵折矩F

轉一梁的整体稳定:

性系数，应按附录L确也

注：

见第4.2.1条注②。

第423条除第4.2.1条所指情况外，在两个主平面受弯的工字形截面构件，其整体稳定性应按下式计算：

談+急勾也小

式中0wr—膿压軒维确定的对签棘对y轴毛截面抵

旺一貂虽轴弯曲所确定时梁整体稳定系数，见第

4Z2魚

注：

见第4.2.1条注②。

第424条不符合第421条第一项情况的箱形截面简支梁，其截面尺寸（图424）应满足h/bo<6,且L1/bo不应超过下列数值：

3耶算

钢和16Mnq钢65

15MnVWOl^MnVq钢Si

符合上述规定的箱形截面简支梁，可不计算整体稳定性。

注：

其它钢号的梁，其L1/bo值不应大于95（235/fy）。

第425条用作减少梁受压翼缘自由长度的侧向支撑，其轴心力应根据侧向力F确定，梁的侧向力应按下式计算：

Y屢

式中Af——时受压翼妄SE面面积百

图4314箱形截面

第三节局部稳定

第431条为保证组合梁腹板的局部稳定性，应按下列规定在腹板上配置加劲肋（图4.3.1）:

一、当ho/tw<80235/fy时，对有局部压应力（cc工0）的梁，宜按

构造配置横向加劲肋；但对无局部压应力（cc=0）的梁，可不配置加劲肋。

二、当80235/fyvho/tw<170235/fy时，应配置横向加劲肋，并应按第4.3.2条的规定进行计算（对无局部压应力的梁，当ho/tw<100235/fy时,可不计算）。

三、当ho/tw>170235/fy时，应配置横向加劲肋和在受压区配置纵向

加劲肋，必要时尚应在受压区配置短加劲肋，并均应按第4.3.2条的规定进行计

算。

此处ho为腹板的计算高度，tw为腹板的厚度。

四、梁的支座处和上翼缘受有较大固定集中荷载处，宜设置支承加劲肋，并应按

第4.3.8条的规定进行计算。

第4.3.2条无局部压应力（cc二0）的梁和简支吊车梁，当其腹板用横向加劲肋加强或用横向和纵向加劲肋加强时，应按第4.3.3条至第4.3.6条计算加劲肋间距。

其它情况的梁，应按附录二计算腹板的局部稳定性。

第433条无局部压应力（c=0）的梁，其腹板仅用横向加劲肋加强时，横向加劲肋间距a应符合下列要求：

一、当卜/¥总200时，应取间E氐不袒过第去i了条规定的最大司距。

二r当120（X^x/^<1500时，

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三.当苦/5£>15D0时，

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