3.1.1 本規(guī)范除疲勞計算外,采用以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計方法,用分項系數(shù)設(shè)計表達(dá)式進(jìn)行計算。
3.1.2 承重結(jié)構(gòu)應(yīng)按下列承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)進(jìn)行設(shè)計:
1 承載能力極限狀態(tài)包括:構(gòu)件和連接的強度破壞、疲勞破壞和因過度變形而不適于繼續(xù)承載,結(jié)構(gòu)和構(gòu)件喪失穩(wěn)定,結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C動體系和結(jié)構(gòu)傾覆。
2 正常使用極限狀態(tài)包括:影響結(jié)構(gòu)、構(gòu)件和非結(jié)構(gòu)構(gòu)件正常使用或外觀的變形,影響正常使用的振動,影響正常使用或耐久性能的局部損壞(包括混凝土裂縫)。
3.1.3 設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)時,應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)破壞可能產(chǎn)生的后果,采用不同的安全等級。
一般工業(yè)與民用建筑鋼結(jié)構(gòu)的安全等級應(yīng)取為二級,其他特殊建筑鋼結(jié)構(gòu)的安全等級應(yīng)根據(jù)具體情況另行確定。
3.1.4 按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)時,應(yīng)考慮荷載效應(yīng)的基本組合,必要時尚應(yīng)考慮荷載效應(yīng)的偶然組合。
按正常使用極限狀態(tài)設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)時,應(yīng)考慮荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合,對鋼與混凝土組合梁,尚應(yīng)考慮準(zhǔn)永久組合。
3.1.5 計算結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的強度、穩(wěn)定性以及連接的強度時,應(yīng)采用荷載設(shè)計值(荷載標(biāo)準(zhǔn)值乘以荷載分項系數(shù));計算疲勞時,應(yīng)采用荷載標(biāo)準(zhǔn)值。
3.1.6 對于直接承受動力荷載的結(jié)構(gòu):在計算強度和穩(wěn)定性時,動力荷載設(shè)計值應(yīng)乘動力系數(shù);在計算疲勞和變形時,動力荷載標(biāo)準(zhǔn)值不乘動力系數(shù)。
計算吊車梁或吊車桁架及其制動結(jié)構(gòu)的疲勞和撓度時,吊車荷載應(yīng)按作用在跨間內(nèi)荷載效應(yīng)最大的一臺吊車確定。
條文說明
3.1 設(shè)計原則
3.1.1 GBJ 17-88規(guī)范采用以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計法,其中設(shè)計的目標(biāo)安全度是按可靠指標(biāo)校準(zhǔn)值的平均值上下浮動0.25進(jìn)行總體控制的(有關(guān)設(shè)計理論參見全國鋼委編《鋼結(jié)構(gòu)研究論文報告選集》第二冊,李繼華、夏正中:鋼結(jié)構(gòu)可靠度和概率極限狀態(tài)設(shè)計)。
遵照《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》GB 50068,本規(guī)范繼續(xù)沿用以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計方法并以應(yīng)力形式表達(dá)的分項系數(shù)設(shè)計表達(dá)式進(jìn)行設(shè)計計算,但設(shè)計目標(biāo)安全度指標(biāo)不再允許下浮0.25,即設(shè)計各種基本構(gòu)件的目標(biāo)安全度指標(biāo)不得低于校準(zhǔn)值的平均值。根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB 50009的修訂內(nèi)容以及現(xiàn)有的可統(tǒng)計資料所做的分析,本規(guī)范所涉及的鋼結(jié)構(gòu)基本構(gòu)件的設(shè)計目標(biāo)安全度總體上符合GB 50068要求(詳見《土木工程學(xué)報》2003第4期,戴國欣等:結(jié)構(gòu)設(shè)計荷載組合取值變化及其影響分析)。
關(guān)于鋼結(jié)構(gòu)連接,試驗和理論分析表明,GBJ 17-88采用的轉(zhuǎn)化換算處理方式是合理可行的(參見《建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報》1993年第6期,戴國欣等:鋼結(jié)構(gòu)角焊縫的極限強度及抗力分項系數(shù);《工業(yè)建筑》1997年第6期,曾波等:高強度螺栓連接的可靠性評估)。本規(guī)范鋼結(jié)構(gòu)連接的計算規(guī)定滿足概率極限狀態(tài)設(shè)計法的要求。
關(guān)于鋼結(jié)構(gòu)的疲勞計算,由于疲勞極限狀態(tài)的概念還不夠確切,對各種有關(guān)因素研究不夠,只能沿用過去傳統(tǒng)的容許應(yīng)力設(shè)計法,即將過去以應(yīng)力比概念為基礎(chǔ)的疲勞設(shè)計改為以應(yīng)力幅為準(zhǔn)的疲勞強度設(shè)計。
3.1.2 承載能力極限狀態(tài)可理解為結(jié)構(gòu)或構(gòu)件發(fā)揮允許的最大承載功能的狀態(tài)。結(jié)構(gòu)或構(gòu)件由于塑性變形而使其幾何形狀發(fā)生顯著改變,雖未到達(dá)最大承載能力,但已徹底不能使用,也屬于達(dá)到這種極限狀態(tài)。
正常使用極限狀態(tài)可理解為結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到使用功能上允許的某個限值的狀態(tài)。例如,某些結(jié)構(gòu)必須控制變形、裂縫才能滿足使用要求,因為過大的變形會造成房屋內(nèi)部粉刷層剝落,填充墻和隔斷墻開裂,以及屋面積水等后果,過大的裂縫會影響結(jié)構(gòu)的耐久性,同時過大的變形或裂縫也會使人們在心理上產(chǎn)生不安全感覺。
3.1.3 建筑結(jié)構(gòu)安全等級的劃分,按《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》GB 50068的規(guī)定應(yīng)符合表1的要求。
表1 建筑結(jié)構(gòu)的安全等級

注:1 對特殊的建筑物,其安全等級應(yīng)根據(jù)具體情況另行確定。
2 對抗震建筑結(jié)構(gòu),其安全等級應(yīng)符合國家現(xiàn)行有關(guān)規(guī)范的規(guī)定。對一般工業(yè)與民用建筑鋼結(jié)構(gòu),按我國已建成的房屋,用概率設(shè)計方法分析的結(jié)果,安全等級多為二級,但對跨度等于或大于60m的大跨度結(jié)構(gòu)(如大會堂、體育館和飛機庫等的屋蓋主要承重結(jié)構(gòu))的安全等級宜取為一級。
3.1.4 荷載效應(yīng)的組合原則是根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》GB 50068的規(guī)定,結(jié)合鋼結(jié)構(gòu)的特點提出來的。對荷載效應(yīng)的偶然組合,統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)只作出原則性的規(guī)定,具體的設(shè)計表達(dá)式及各種系數(shù)應(yīng)符合專門規(guī)范的有關(guān)規(guī)定。對于正常使用極限狀態(tài),鋼結(jié)構(gòu)一般只考慮荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合,當(dāng)有可靠依據(jù)和實踐經(jīng)驗時,亦可考慮荷載效應(yīng)的頻遇組合。對鋼與混凝土組合梁,因需考慮混凝土在長期荷載作用下的蠕變影響,故除應(yīng)考慮荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合外,尚應(yīng)考慮準(zhǔn)永久組合(相當(dāng)于原標(biāo)準(zhǔn)GBJ 68-84的長期效應(yīng)組合)。
3.1.5 根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》GB 50068,結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的變形屬于正常使用極限狀態(tài),應(yīng)采用荷載標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行計算;而強度、疲勞和穩(wěn)定屬于承載能力極限狀態(tài),在設(shè)計表達(dá)式中均考慮了荷載分項系數(shù),采用荷載設(shè)計值(荷載標(biāo)準(zhǔn)值乘以荷載分項系數(shù))進(jìn)行計算,但其中疲勞的極限狀態(tài)設(shè)計目前還處在研究階段,所以仍沿用原規(guī)范GBJ 17-88按彈性狀態(tài)計算的容許應(yīng)力幅的設(shè)計方法,采用荷載標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行計算。鋼結(jié)構(gòu)的連接強度雖然統(tǒng)計數(shù)據(jù)有限,尚無法按可靠度進(jìn)行分析,但已將其容許應(yīng)力用校準(zhǔn)的方法轉(zhuǎn)化為以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計表達(dá)式(包括各種抗力分項系數(shù)),故采用荷載設(shè)計值進(jìn)行計算。
3.1.6 結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的位移(變形)屬于靜力計算的范疇,故不應(yīng)乘動力系數(shù);而疲勞計算中采用的計算數(shù)據(jù)多半是根據(jù)實測應(yīng)力或通過疲勞試驗所得,已包含了荷載的動力影響,故亦不再乘動力系數(shù)。因為動力影響和動力系數(shù)是兩個不同的概念。
在吊車梁的疲勞計算中只考慮跨間內(nèi)起重量最大的一臺吊車的作用,是因為根據(jù)大量的實測資料統(tǒng)計,實際運行中吊車梁的最大等效應(yīng)力幅常低于設(shè)計中按起重量最大的一臺吊車滿載和處于最不利位置時算得的最大計算應(yīng)力幅。
將吊車梁及吊車桁架的撓度計算由過去習(xí)慣上考慮兩臺吊車改為明確規(guī)定按起重量最大的一臺吊車進(jìn)行計算的原則符合正常使用的概念,并和國外大多數(shù)國家相同,亦滿足了跨間內(nèi)只有一臺吊車的情況。


鋼結(jié)構(gòu)防火涂料 GB149
