3.4.1 鋼材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，應(yīng)根據(jù)鋼材厚度或直徑按表3.4.1-1采用。鋼鑄件的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值應(yīng)按表3.4.1-2采用。連接的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值應(yīng)按表3.4.1-3至表3.4.1-5采用。 表3.4.1-1 鋼材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(N/mm²)
注：表中厚度系指計(jì)算點(diǎn)的鋼材厚度，對(duì)軸心受拉和軸心受壓構(gòu)件系指截面中較厚板件的厚度。 表3.4.1-2 鋼鑄件的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(N/mm²)

表3.4.1-3 焊縫的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(N/mm²)
注：1 自動(dòng)焊和半自動(dòng)焊所采用的焊絲和焊劑，應(yīng)保證莫熔敷金屬的力學(xué)性能不低于現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《埋弧焊用碳鋼焊絲和焊劑》GB/T 5293和《低合金鋼埋弧焊用焊劑》GB/T 12470中相關(guān)的規(guī)定。
       2 焊縫質(zhì)量等級(jí)應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB 50205的規(guī)定。其中厚度小于8mm鋼材的對(duì)接焊縫，不應(yīng)采用超聲波探傷確定焊縫質(zhì)量等級(jí)。
       3 對(duì)接焊縫在受壓區(qū)的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值取f_c^w，在受拉區(qū)的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值取f_t^w。
       4 表中厚度系指計(jì)算點(diǎn)的鋼材厚度，對(duì)軸心受拉和軸心受壓構(gòu)件系指截面中較厚板件的厚度。 表3.4.1-4 螺栓連接的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(N/mm²)
注：1 屬于下列情況者為Ⅰ類孔：
1)在裝配好的構(gòu)件上按設(shè)計(jì)孔徑鉆成的孔；
2)在單個(gè)零件和構(gòu)件上按設(shè)計(jì)孔徑分別用鉆模鉆成的孔；
3)在單個(gè)零件上先鉆成或沖成較小的孔徑，然后在裝配好的構(gòu)件上再擴(kuò)鉆至設(shè)計(jì)孔徑的孔。
2 在單個(gè)零件上一次沖成或不用鉆模鉆成設(shè)計(jì)孔徑的孔屬于Ⅱ類孔。
3.4.2 計(jì)算下列情況的結(jié)構(gòu)構(gòu)件或連接時(shí)，第3.4.1條規(guī)定的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值應(yīng)乘以相應(yīng)的折減系數(shù)。
1 單面連接的單角鋼：
1)按軸心受力計(jì)算強(qiáng)度和連接乘以系數(shù) 0.85；
2)按軸心受壓計(jì)算穩(wěn)定性：
等邊角鋼乘以系數(shù) 0.6＋0.0015λ，但不大于1.0；
短邊相連的不等邊角鋼乘以系數(shù)0.5＋0.0025λ，但不大于1.0；
長(zhǎng)邊相連的不等邊角鋼乘以系數(shù) 0.70；
λ為長(zhǎng)細(xì)比，對(duì)中間無(wú)聯(lián)系的單角鋼壓桿，應(yīng)按最小回轉(zhuǎn)半徑計(jì)算，當(dāng)λ＜20時(shí)，取λ＝20；
2 無(wú)墊板的單面施焊對(duì)接焊縫乘以系數(shù) 0.85；
3 施工條件較差的高空安裝焊縫和鉚釘連接乘以系數(shù)0.90；
4 沉頭和半沉頭鉚釘連接乘以系數(shù) 0.80。
注：當(dāng)幾種情況同時(shí)存在時(shí)，其折減系數(shù)應(yīng)連乘。
3.4.3 鋼材和鋼鑄件的物理性能指標(biāo)應(yīng)按表3.4.3采用。 表3.4.3 鋼材和鋼鑄件的物理性能指標(biāo)


條文說(shuō)明 3.4 設(shè)計(jì)指標(biāo)
3.4.1 本條對(duì)原規(guī)范規(guī)定的設(shè)計(jì)指標(biāo)作了局部補(bǔ)充和修正，其原因是：
1 鋼材的抗力分項(xiàng)系數(shù)γ_R有所調(diào)整。制定GBJ 17-88規(guī)范時(shí)，曾根據(jù)對(duì)TJ 17-74規(guī)范的校準(zhǔn)β值和荷載分項(xiàng)系數(shù)用優(yōu)化方法求得鋼構(gòu)件的抗力分項(xiàng)系數(shù)。此次對(duì)各牌號(hào)鋼材的抗力分項(xiàng)系數(shù)γ_R值作出如下調(diào)整：對(duì)Q235鋼，取γ_R＝1.087，與GBJ 17-88規(guī)范相同；對(duì)Q345鋼、Q390鋼、Q420鋼，統(tǒng)一取γ_R＝1.111。這是由于當(dāng)前的Q345鋼(包括原標(biāo)準(zhǔn)中厚度較大的16Mn鋼)、Q390鋼和Q420鋼的力學(xué)性能指標(biāo)仍然處于統(tǒng)計(jì)資料不夠充分的狀況，此次修訂時(shí)將原GBJ 17-88規(guī)范中16Mn鋼的γ_R值由1.087改為1.111。
2 鋼材和連接材料的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)更新。其中影響較大的變動(dòng)是：現(xiàn)行鋼材標(biāo)準(zhǔn)中按屈服強(qiáng)度不同的厚度分組已經(jīng)改變，鎮(zhèn)靜鋼的屈服強(qiáng)度已不再高于沸騰鋼，其取值相同而各鋼號(hào)的抗拉強(qiáng)度最小值f_u與厚度無(wú)關(guān)(舊標(biāo)準(zhǔn)的f_u按不同厚度取值)，普通螺栓已有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，其常用鋼號(hào)為4.6級(jí)和4.8級(jí)(C級(jí))和5.6級(jí)與8.8級(jí)(A、B級(jí))，不再用3號(hào)鋼制作普通螺栓等等。
本規(guī)范中表3.4.1-1～表3.4.1-5的各項(xiàng)強(qiáng)度設(shè)計(jì)值是根據(jù)表3的換算關(guān)系并取5的整倍數(shù)而得。現(xiàn)將改變的主要內(nèi)容介紹如下： 表3 強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的換算關(guān)系     注：1 f_y為鋼材或鋼鑄件的屈服點(diǎn)；f_u為鋼材或鋼鑄件的最小抗拉強(qiáng)度；f^r_u為鉚釘鋼的抗拉強(qiáng)度；f^b_u為螺栓的抗拉強(qiáng)度(對(duì)普通螺栓為公稱抗拉強(qiáng)度，對(duì)高強(qiáng)度螺栓為最小抗拉強(qiáng)度)；f^w_u為熔敷金屬的抗拉強(qiáng)度。
2 見(jiàn)條文說(shuō)明7.2.3條第3款。
1)將鋼材厚度擴(kuò)大到100mm，這是由于厚板使用日益廣泛，同時(shí)亦與輔壓穩(wěn)定的d曲線相呼應(yīng)，因d曲線用于t≥40mm的構(gòu)件。但是厚板力學(xué)性能的統(tǒng)計(jì)資料尚不充分，在工程中使用時(shí)應(yīng)注意厚板力學(xué)性能的復(fù)驗(yàn)。
2)焊縫強(qiáng)度設(shè)計(jì)值中，取消對(duì)接焊縫的“抗彎”強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，這是因?yàn)榭箯澲械氖軌翰糠謱?ldquo;抗壓”，受拉部分按“抗拉”強(qiáng)度設(shè)計(jì)值取用。另外，E50型焊條熔敷金屬的f^w_u＝490N/mm²已正好等于Q390鋼的最小f_u值。按理Q390鋼可用E50型焊條，但基于熔敷金屬?gòu)?qiáng)度要略高于基本金屬的原則，故規(guī)定Q390鋼仍采用E55型焊條。Q420鋼的f_u＝520N/mm²，用E55型焊條正合適。
表3.4.1-3注2是因?yàn)楝F(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結(jié)果分級(jí)》GB 11345-89僅適用于厚度不小于8mm的鋼材，施工單位亦認(rèn)為厚度小于8mm的鋼材，其對(duì)接焊縫用超聲波檢驗(yàn)的結(jié)果不大可靠。此時(shí)應(yīng)采用X射線探傷，否則，t＜8mm鋼材的對(duì)接焊縫其強(qiáng)度設(shè)計(jì)值只能按三級(jí)焊縫采用。
3)普通螺栓由于鋼號(hào)改變，C級(jí)螺栓的f_u由370N/mm²改為400N/mm²，其抗剪和抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值是參照前蘇聯(lián)1981年規(guī)范確定的。C級(jí)螺栓的抗剪和承壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值系指兩個(gè)及以上螺栓的平均強(qiáng)度而言；當(dāng)僅有一個(gè)螺栓時(shí)，其強(qiáng)度設(shè)計(jì)值可提高10％。A級(jí)與B級(jí)螺栓的等級(jí)(5.6級(jí)與8.8級(jí))及其抗剪和抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(一個(gè)或多個(gè)螺栓)亦是參照前蘇聯(lián)1981年規(guī)范取用的。
表3.4.1-4注1是為了提醒使用人員注意，根據(jù)現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 5782-2000將A級(jí)和B級(jí)螺栓的適用范圍補(bǔ)上的。
4)增加了承壓型連接高強(qiáng)度螺栓的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，其取值方法與普通螺栓相同。
5)鉚釘連接在現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB 50205中已無(wú)有關(guān)條文。鑒于在舊結(jié)構(gòu)的修復(fù)工程中或有特殊需要處仍有可能遇到鉚釘連接，故本規(guī)范予以保留。原規(guī)范(GBJ 17-88)在確定鉚釘連接的承壓強(qiáng)度f(wàn)^r_c時(shí)，認(rèn)為只與構(gòu)件鋼材強(qiáng)度有關(guān)，取f^r_c＝1.20f_u(Ⅰ類孔)或0.98f_u(Ⅱ類孔)為了避免釘桿先于孔壁破壞，故承壓強(qiáng)度只列出構(gòu)件為3號(hào)鋼和16Mn鋼的值?？紤]到現(xiàn)行鋼材標(biāo)準(zhǔn)中Q345鋼的f_u＝470N/mm²，Q390鋼的f_u＝490N/mm²，按此計(jì)算Q390鋼Ⅰ類孔的f^r_c＝590N/mm²，還小于原規(guī)范中16Mn鋼(t≤16mm)的f^r_c＝610N/mm²，故這次將Q390鋼增加列入。
另外，表3.4.1-5中的數(shù)值是根據(jù)BL2鉚釘(f^r_u＝335N/mm²)算得的，BL3鉚釘(f^r_u＝370N/mm²)雖然強(qiáng)度較高，但塑性較差，在工程中亦不常用，為安全計(jì)，將其強(qiáng)度設(shè)計(jì)值取與BL2鉚釘相同。
有關(guān)鉚釘孔的分類，因無(wú)新的規(guī)定，仍按原規(guī)范不變。
其中碳鋼鑄件的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，由于資料不足，近來(lái)亦未見(jiàn)新的科研成果，故仍按原規(guī)范不變。所引國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 11352-89中雖還有ZG 340-640的牌號(hào)，但因其塑性太差(δ₅＝10％)，沖擊功亦低(A_kv＝10J)，故未列入。
3.4.2 第3.4.1條所規(guī)定的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值是結(jié)構(gòu)處于正常工作情況下求得的，對(duì)一些工作情況處于不利的結(jié)構(gòu)構(gòu)件或連接，其強(qiáng)度設(shè)計(jì)值應(yīng)乘以相應(yīng)的折減系數(shù)，茲說(shuō)明如下：
1 單面連接的受壓?jiǎn)谓卿摲€(wěn)定性。實(shí)際上，單面連接的受壓?jiǎn)谓卿撌请p向壓彎的構(gòu)件。為計(jì)算簡(jiǎn)便起見(jiàn)，習(xí)慣上將其作為軸心受壓構(gòu)件來(lái)計(jì)算，并用折減系數(shù)以考慮雙向壓彎的影響。
近年來(lái)，根據(jù)開(kāi)口薄壁桿件幾何非線性理論，應(yīng)用有限單元法，并考慮殘余應(yīng)力、初彎曲等初始缺陷的影響，對(duì)單面連接的單角鋼進(jìn)行彈塑性階段的穩(wěn)定分析。這一理論分析方法得到了一系列實(shí)驗(yàn)結(jié)果的驗(yàn)證，證明具有足夠的精確性。根據(jù)這一方法，可以得到本規(guī)范條文中規(guī)定的折減系數(shù)，即：
等邊單角鋼：0.6＋0.0015λ，但不大于1.0；
短邊相連的不等邊角鋼：0.5＋0.0025λ，但不大于1.0；
長(zhǎng)邊相連的不等邊角鋼：0.70。
按上述規(guī)定的計(jì)算結(jié)果與理論值相比較見(jiàn)表4。 表4 單面連接單角鋼壓桿強(qiáng)度設(shè)計(jì)值折減系數(shù)與理論值的比較 (有關(guān)單面連接的受壓?jiǎn)谓卿撗芯繀⒁?jiàn)沈祖炎寫的“單角鋼壓桿的穩(wěn)定計(jì)算”，載于《同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)》，1982年3月)。
2　無(wú)墊板的單面施焊對(duì)接焊縫。一般對(duì)接焊縫都要求兩面施焊或單面施焊后再補(bǔ)焊根。若受條件限制只能單面施焊，則應(yīng)將坡口處留足間隙并加墊板(對(duì)鋼管的環(huán)形對(duì)接焊縫則加墊環(huán))才容易保證焊滿焊件的全厚度。當(dāng)單面施焊不加墊板時(shí)，焊縫將不能保證焊滿，其強(qiáng)度設(shè)計(jì)值應(yīng)乘以折減系數(shù)0.85。
3 施工條件較差的高空安裝焊縫和鉚釘連接。當(dāng)安裝的連接部位離開(kāi)地面或樓面較高，而施工時(shí)又沒(méi)有臨時(shí)的平臺(tái)或吊框設(shè)施等，施工條件較差，焊縫和鉚釘連接的質(zhì)量難以保證，故其強(qiáng)度設(shè)計(jì)值需乘以折減系數(shù)0.90。
4　沉頭和半沉頭鉚釘連接。沉頭和半沉頭鉚釘與半圓頭鉚釘相比，其承載力較低，特別是其抵抗拉脫時(shí)的承載力較低，因而其強(qiáng)度設(shè)計(jì)值要乘以折減系數(shù)0.80。