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截面板件宽厚比的定义
《钢结构设计标准》(GB50017-2017)(简称《钢标》)在第3.5节全新引入了截面板件宽厚比的的概念:指截面板件平直段的宽度和厚度之比,受弯或压弯构件腹板平直段的高度与腹板厚度之比也可称为板件高厚比。
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规范的相关规定
1. 《钢标》中的规定
1) 《钢标》在第3.5.1条中根据截面承载力和塑性转动变形能力的不同,参考国际标准,同时考虑到我国在受弯构件设计中采用截面塑性发展系数g x(即可部分发展塑性的截面),将截面根据其板件宽厚比分为 5 个等级。
S1级:可达全截面塑性,保证塑性铰具有塑性设计要求的转动能力,且在转动过程中承载力不降低,称为一级塑性截面也可称为塑性转动截面。
S2级:可达全截面塑性,但由于局部屈曲,塑性铰转动能力有限,称为二级塑性截面。
S3级:翼缘全部屈服,腹板可发展不超过 1/4 截面高度的塑性,称为弹塑性截面。
S4级:边缘纤维可达屈服强度,但由于局部屈曲而不能发展塑性,称为弹性截面。
S5级:在边缘纤维达屈服应力前,腹板可能发生局部屈曲,称为薄壁截面;(按有效截面计算承载力)
并在表3.5.1中给出了压弯和受弯构件的对应截面板件宽厚比的限值:
2) 《钢标》在第3.5.2条中指出:当按本标准第 17 章进行抗震性能化设计时,支撑截面板件宽厚比等级及限值应符合表 3.5.2 的规定。
3) 《钢标》在第7.3节中给出了实腹式轴心受压构件的板件宽厚比限值。
4) 《钢标》在第10.1.5条,对采用塑性及弯矩调幅设计的结构构件截面板件宽厚比等级应符合的要求做出了规定。
2. 《抗规》中的规定
1) 《抗规》第8.3.2条中给出了框架梁、柱对应抗震等级的板件宽厚比的限值:
2) 《抗规》第8.4.1条中规定了钢框架-中心支撑结构的中心支撑板件宽厚比的限值。
3) 《抗规》第8.5.1、8.5.2条中分别规定了钢框架-偏心支撑结构的框架梁、支撑杆件的板件宽厚比限值。
4) 《抗规》第9.2.14条中规定了厂房框架梁、柱的板件宽厚比的取值要求。
3. 《门式刚架轻型房屋钢结构技术规范》(GB 51022-2015)(简称新《门规》)中的规定
1) 《门规》第3.4.1条中对门刚构件的板件宽厚比限值做出了规定:
2) 《门规》第3.4.3条中对抗震设计时的门刚构件板件宽厚比限值做出了规定:
4. 《高层民用建筑钢结构技术规程》(JGJ 99-2015)(简称《高钢规》)中的规定
1) 《高钢规》第7.4.1条中给出了框架梁、柱对应抗震等级的板件宽厚比的限值:
2) 《高钢规》第7.5.3条中给出了中心支撑斜杆的板件宽厚比的限值:
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软件中的设置
程序在前处理中采用参数控制的方法来实现各本规范对宽厚比限值的要求。
1. 在《钢标》、《抗规》与《高钢规》的选择与执行上:
由于《高钢规》第7.4.1条规定了梁柱板件宽厚比限值,相比《抗规》增加了非抗震设计,非抗震设计时的限值与四级抗震一致,比《钢标》严格;另外增加了抗震设计时圆管截面的径厚比限值;第7.5.3条规定了中心支撑的板件宽厚比限值,相比《抗规》增加了非抗震设计,非抗震设计时的限值与四级抗震一致,比《钢标》严格, 因此在计算参数——钢构件设计信息中:
1) 当用户勾选“执行《高钢规》JGJ99-2015”但不勾选“按《钢标》控制局部稳定”时,梁、柱、支撑的宽厚比、高厚比限值程序按《高钢规》控制;
2) 当不勾选“执行《高钢规》JGJ99-2015”同时不勾选“按《钢标》控制局部稳定”时,按《抗规》抗震等级控制,对于非抗震构件,软件按S4级控制。
3) 当勾选“执行《钢结构设计标准》(GB50017-2017)”同时勾选“按宽厚比等级控制局部稳定” 时,就按《钢标》控制;
并且对压弯、纯弯杆件,按表3.5.1控制;对轴压杆件按7.3.1条控制并按7.3.2条考虑放松;对设置BS1、BS2、BS3的中心支撑杆件,按表3.5.2控制,此时中心支撑截面宽厚比等级与中心支撑结构体系联动。
4) 需要注意的是:对3.0以后的版本,程序增加了非框架钢梁不按高钢规设计,即在执行《高钢规》JGJ99-2015表7.4.1时,程序自动判断对非框架梁按照7.4.2条规定执行《钢标》宽厚比等级S4限值的控制。
2. 在新、旧《门规》的选择与执行上:
1) 勾选“执行门规GB51022-2015”程序按照《门规》GB51022-2015第3章第3.4节构造要求进行门式刚柱、门式刚梁板件的宽厚比和高厚比限值的控制。
2) 不勾选“执行门规GB51022-2015”时程序按照《门规》CECS102:2002第3章第3.5节构造要求进行门式刚柱、门式钢梁板件的宽厚比和高厚比限值的控制。
3. 在组合梁局部稳定的控制上:
1) 对3.0.1以前的版本规则如下:
存在负弯矩的组合梁宽厚比、高厚比按S2控制。
塑性中和轴在钢梁截面内即Af >behc1fc时,组合梁局部稳定限值按S2等级限值控制。
正弯矩并中和轴在混凝土翼板内时,组合梁局部稳定限值按S4等级限值控制。
例如下面截图中的组合梁:
2) 对3.0.1之后的版本,程序对组合梁的宽厚比等级给予放开,可交互修改控制对应的限值。
知识点:钢结构截面板件宽厚比相关问题
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钢结构工程
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只看楼主 我来说两句 抢板凳非常实用的干货,学习了,值得收藏!
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