3.4.1本條對原規(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)7有所調(diào)整。制定GBJ17-88規(guī)范時(shí),曾根據(jù)對T]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)。此次對各牌號鋼材的抗力分項(xiàng)系數(shù)rR值作出如下調(diào)整:對Q235鋼,取rR=1.087,與GBJ17-88規(guī)范相同;對Q345鋼、Q390鋼、Q420鋼,統(tǒng)一取rR=1.11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GBJ17——88規(guī)范中16Mn鋼的rR值由1.087改為1.111。
2 鋼材和連接材料的國家標(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的抗拉強(qiáng)度最小值fu與厚度無關(guān)(舊標(biāo)準(zhǔn)的fu按不同厚度取值),普螺栓已有國家標(biāo)準(zhǔn),其常用鋼號為4.6級和4.8級(C級)和5.6
級與8.8級(A、B級),不再用3號鋼制作普通螺栓等等。
本規(guī)范中表3.4.11~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?,F(xiàn)將改變的主要內(nèi)容介如下:
注:1 fy為鋼材或鋼鑄件的屈服點(diǎn);fu為鋼材或鋼鑄件的最小抗拉強(qiáng)度;fru為鉚
釘鋼的抗拉強(qiáng)度;fbu為螺栓的抗拉強(qiáng)度(對通螺栓為公稱抗拉強(qiáng)度,對高強(qiáng)度螺栓為最小抗拉強(qiáng)度);fwu為熔數(shù)金屬的抗拉強(qiáng)度。
2見條文說明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)亦與軸壓穩(wěn)定的d曲線相呼應(yīng),因d曲線用于t≥40mm的構(gòu)件。但是原板力學(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fwu=490N/mm2已正好等于Q390鋼的最小fu值。按理Q390鋼可用E50型焊條,但基于熔敷金屬強(qiáng)度要略高于基本金屬的原則,故規(guī)定Q390鋼仍采用E5型焊條。Q420鋼的fu=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》GB11345-89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鋼材的對接焊縫其強(qiáng)度設(shè)計(jì)值只能按三級焊縫采用。
3)普通螺栓由于鋼號改變,C級螺栓的fu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級與B級螺栓的等級(5.6級與8.8級)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)行國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T5782-2000將A級和B級螺栓的適用范圍補(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)行國家標(biāo)準(zhǔn)《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50205中已無有關(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(GBJ17-88在確定鉚釘連接的承壓強(qiáng)度frc時(shí),認(rèn)為只與構(gòu)件鋼材強(qiáng)度有關(guān),取frc=1.20fu類孔)或0.98fu(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號鋼和16Mn鋼的值??紤]到現(xiàn)行鋼材標(biāo)準(zhǔn)中Q345鋼的fu=470N/mm2,Q390鋼的fu=490N/mm2,按此計(jì)算Q390鋼I類孔的frc=590N/mm2,還小于原規(guī)范中16Mn鋼(t≤16mm)的frc=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(fru=335N/mm2)算得的,BL3鉚釘(fru=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,近來亦未見新的科研成果,故仍按原規(guī)范不變。所引國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T11352-89中雖還有ZG340-640的牌號,但因其塑性太差(δ5=10%),沖擊功亦低(Akv=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),茲說明如下:
1單面連接的受壓單角鋼穩(wěn)定性。實(shí)際上,單面連接的受壓單角鋼是雙向壓彎的構(gòu)件。為計(jì)算簡便起見,習(xí)慣上將其作為軸心受壓構(gòu)件來計(jì)算,并用折減系數(shù)以考慮雙向壓彎的影響。
近年來,根據(jù)開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+0.0015入,但不大于1.0;
短邊相連的不等邊角鋼:0.5+0.0025,但不大于1.0;
長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表4。
(有關(guān)單面連接的受壓單角鋼研究參見沈祖炎寫的“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 無墊板的單面施焊對接焊縫。一般對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(對鋼管的環(huán)形對接焊縫則加墊環(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地面或樓面較高,而施工時(shí)又沒有臨時(shí)的平臺或吊框設(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。