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岩土研究院

H型钢设计基本规定

797 2021-12-20 15:53:40

一、计算指标

进行 H 型钢结构或构件的设计时,有关材料的强度计算指标、调整系数及物理性能指标等应按本节规定采用,有关连接材料计算指标应按第三章规定采用。

(一)钢材强度的设计值及厚度分组取值方法

H 型钢的设计强度应按其截面板件厚度的不同分组分别取值,各不同牌号钢的强度设计值可见表4.1-1。

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H 型钢的翼缘利腹板厚度-般并不相同 (部分桩用 H 型钢除外)。斗验算H型钢整个截

面的抗拉、抗压、抗弯和端面承压的强度,以及抗压和抗弯整体稳定时,应根据翼缘厚度确定钢材强度的设计值;当验算腹板的抗剪、局部承压以及与连接有关的母材强度时,应根据腹板厚度确定钢材强度设计值。

(二)钢材的物理性能指标钢材的物理性能指标见表4.1-2。

(三)混凝土及钢筋的强度设计值

当设计 H型钢构件需用钢筋混凝土的材料强度时,混凝土及钢筋的强度设计值等可分别按表4.1-3、4.1.4采用。

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二、材质选用规定

l.在承重结构中所采用的轧制 H型钢及剖分'T 型钢,应符合现行国家标准《热轧 H型钢和剖分 T型钢》GB/T11263 的规定。其材料可采用牌号为 Q235的碳素结构钢和牌号为Q345、Q390的低合金高强度结构钢,其质量应分别符合现行国家标准《碳素结构钢》GB700 和《低合金高强度结构钢》GB/T159的规定。其基本性能可见表 2.1-1~2.1-4。

2.H型钢承重结构的钢材一般在Q235及Q345号钢中选用,对强度更高的Q390等牌号钢,宜在有较充分技术经济合理性依据时再采用。钢材脾号的选用应考虑结构的重要性、荷载特征(静力或动力)、连接方法(焊接或栓接)以及结构所处的环境条件(温度、侵蚀介质等)等综合因素合理选定,其性能应具有抗拉强度、延伸率、屈服强度(必要时包括冷弯)的合格保证和硫、磷含量(对焊接结构尚应有含碳量)的合格保证。

3.Q235号A级钢不得用于焊接结构,同时 Q235号A 级钢及Q235号沸腾钢不宜用于以下承重结构∶

(1)焊接结构;重级工作制吊车梁、冬季计算温度等于或低干-20℃的轻、中级工作质吊车梁,以及冬季计算温度等于或低于一30 C的其它承重结构;

(2)非焊接结构;冬季计算温度等于或低于-20℃的重级工作制吊车梁等结构。

4.重级工作制(或起重量Q≥50t的中级工作制)焊接吊车梁等类似结构的钢材应具有常温冲击功的合格保证,当冬季计算温度等于或低于一20 C时,对 Q235钢应采用D级钢,保证一20 C冲击功;对Q345钢应采用E级钢,保证一40℃C冲击功。

5.钢结构所用钢材牌号的合理选用可参见表 4.1-6。

6.Q345号低合金钢中有多个钢种,除了14 MnNb、18 Nb 为半镇静钢外,16 Mn、12 MnV 钢均为镇静钢,具体选用时宜选用应用经验较多的16 Mn 钢。但16 Mn钢的厚板焊接性能

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稍差、当重要焊接结构板厚t>30mm 时,宜讲行补允焊接性能的评定。

当因故需选用上述国标材料以外的钢材时(包括进口钢材),应严格要求其有合格的钢种、材质证明,并补作必要的化学成分与力学性能试验以及焊接性能试验,经设计认可后方可作为根应牌号的钢材使用,任何情况 下均不得使用无牌-号、无证明的钢材。

7. 在计算温度低于一20℃C.地区的 H 型钢或 T型钢焊接桁架式结构的节点板,若采用Q235沸腾钢时其厚度不宜大于 12 mm。

8.在钢结构设计图纸和钢材定货文件巾,应注明所用 H 型钢等材料的产品标准、钢材牌号。附加材质要求及柑应的材料技术标准(如《碳素结构钢(GB700)或《低合金高强度结构钢》(GB/T1591)等。

三、构件设计的一般规定

1.H型钢及其组合构件的设计应采用以概率论为基础的极限状态设计方法。当按承载力极限状态 (强度、稳定等)设计计算时,荷载及抗力均采用设计值;当按正常使用极限状态(挠度、位移及振幅等变形控制或裂缝控制)设计计算时,荷载作用均采用标准值。钢结构疲劳计算仍按容许应力方法进行。

2.荷载取值与其分项系数、折减系数等均同按现行《建筑结构荷载规范》(GBJ9)确定,对有特殊要求的使用活荷载,如吊车荷载、操作平台活荷载或行车荷载、电梯荷载等,均应按工艺人员提供资料确定,司时尚应考虑以下要求;

(1)对大面积非经常性的平台荷载如检修堆料荷载或安装设备的临时堆置荷载,当其值大于 20 kN/m²时,在计算平台主梁及柱时应考虑荷载折减系数∶主梁 0.85;柱 0.75。

(2)对屋面较大的挑檐悬臂,其风吸力的体型系数么应按不低于·1.4采用;对露天大悬臂结构的风力体型系数应按专门资料或风洞试验确定。

(3)对重要的工业与民用建筑(当破坏时会导致很严重的后果)结构,在计算其荷载作用时,应乘以结构重要性系数(2.1.1。

(4)当计算墙架柱、墙檩等主要承受风荷载的构件时,其体型系数八、均应按不小于1.0采用。

(5)对带有高层或高耸结构性质的多层框架、构架或塔架等结构,在计算其风载时,宜按荷载规范规定的基本风压乘以1.1j深;对高度大于30 m 目高宽比大于1.5的高层或多

层框架,尚官按现行《建筑结构荷载规范》(GB19)考虑风振系数 3的影响。

(6〕对重级工作制吊车梁承受的吊车横向水平荷载,在计算梁的强度、稳定及连接时应按《钢结构设计规范》(GB117-88)表3.1.8乘以增大系数。

(7)对直接承受动荷载的结构,在计算其强度与稳定时,应按现行《建筑结构荷载规范》的规定,对动力荷载设计值乘以动系数,但计算疲劳及变形时,动力荷载采用标准值并不乘以动力系数。

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l2.为防止结构锈蚀并延长其使用寿命,H 型钢构件应妥善地进行表面除锈与涂层防护,其主要措施与要求如下,有关基本要求可参见第八章第··节。

(1)在购进材料时除要选用牌号、性能符合设计的材质外,还应要求具有良好的表面质量,不得采用有明显或严重锈迹、锈斑的材料。

(2)钢材表面除锈应达到专门技术标准《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》(GB8923-88)所规定的要求。对 -般大气或室内环境介质内的钢结构可采用手工或动力工具除锈,其除锈级别应不低于St2级,并匹配以一般防锈漆、面漆涂层;对潮湿或有侵蚀介质环境中使用的重要钢构件,则应要求对表面进行喷射(喷砂或喷 丸)除锈,其除锈级别应达到Sa2级,并匹配以优质防锈漆(如环氧富锌漆、氯磺化聚乙烯漆等)涂层;涂层道数一般不少于4道(两底两面)。

设计文件或图纸上应正确合理的选择除锈方法与等级,以及涂层的匹配与涂刷道数,并严格要求施工的实施。

l3. 对有耐火时限要求的钢结构、除首先从建筑布置上采取合理防火分区、防火区集中设置,尽量降低耐火级别等措施外,尚应采取结构外包或外涂耐火层的构造作法进行防火,其基本要求可见第六章第二节。

14.钢结构构件的设计应考虑加工、安装的条件,节点构造、构件分段及拼接以及施焊、施拧空间等均应考虑方便施工操作及运输安装,对施工质量应有合理并严格的要求,并在设计文件中说明,有关施工的基本要求可参见第六章第二节。

15.本手册编入了设计H型钢结构及构件的有关计算指标、基本公式及有关设计与构造规定。当必要时尚应参照以下主要相关的现行标准、规程与规范进行设计;

(1)材料标准。

GB/T11263《热轧 F型钢和剖分T型钢》

GB700《碳素结构钢》

(B/T1591《低合金高强度结构钢》

CB3632《钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副》

(B/T1228《钢结构用高强度大六角头螺栓》

GB5117《碳钢焊条》

GB5118《低合金钢焊条》

(GB5293 《焊剂》

CECS24《钢结构防火涂料应用技术规范》

(2)设计规范、规程。

(BJ68《建筑结构设计统·标准》

GBJ9《建筑结构荷载规范》

GBJ17《钢结构设计规范》

GBJ18《冷弯薄壁型钢结构技术规范》《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》

GBJ10《混凝土结构设计规范》

GBJ11《建筑抗震设计规范》

GBJ135《高耸结构设计规范》《高层建筑钢结构设计与施工规程》

YB9238《钢-混凝土组合楼盖结构设计与施工规程》

YBJ216《压型金属板设计施工规程》

JGJ82《钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程》

(3)施工、规范、规程。

GB50205《钢结构施工验收规范》

GB50221《钢结构工程质量检验评定标准》

JCJ81《建筑钢结构焊接规程》