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波纹腹板钢结构技术规程  

2013-06-25 08:40:14|  分类: 工程建设 |  标签: |举报 |字号 订阅

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波纹腹板钢结构技术规程


 

1

1.0.1 为使波纹腹板钢结构的设计和施工做到技术先进、经济合理、安全适用,制订本规程。
1.0.2
波纹腹板钢构件适用于一般工业与民用建筑所采用的钢构件及其所构成的结构。
1.0.3
本规程是根据国家标准《建筑结构可靠度设计统一标准》 GB 50068 规定的原则制订的。
1.0.4
对有防火和防腐蚀要求的结构, 应按有关的专门规定, 作防火和防腐蚀处理。 在强腐蚀作用环
境条件下不宜采用波纹腹板钢构件。

1.0.5
波纹腹板钢结构设计时,除应符合本规程的规定外,尚应满足国家现行有关标准的规定。

2 术语和符号

2.1

2.1.1 波纹腹板钢构件 steel members with corrugated webs
由波纹腹板和平板翼缘构成的
H 型构件。
2.1.2
波纹腹板钢结构 structures using steel members with corrugated webs
由波纹腹板钢构件组成的钢结构

2.1.3
波纹腹板 H 型钢组合梁 composite beams with corrugated steel webs
由混凝土翼板及波纹腹板 H 型钢组成的组合梁

2.2

2.2.1 作用和作用效应设计值

N —— 轴心力
M
x —— 绕强轴作用的最大弯矩

P —— 波纹腹板钢上翼缘作用的集中荷载

2.2.2
计算指标

E —— 钢材的弹性模量
G
—— 钢材的剪切模量
σ
—— 正应力

f —— 材料的抗拉、抗压和抗弯强度设计值

v f —— 腹板钢材的抗剪承载力设计值

cr,l τ ——

波纹腹板局部屈曲的弹性极限承载力

cr,g τ ——

波纹腹板整体屈曲的弹性极限承载力

f f —— 翼缘材料的屈服强度设计值

w f —— 腹板材料的屈服强度设计值

w P —— 腹板承载力设计值

f P —— 翼缘承载力设计值

pf M ——

翼缘的塑性抗弯承载力设计值

2.2.3
几何参数

 

- 3 -

A —— 构件毛截面面积

n A —— 构件的净截面面积

f A —— 翼缘的毛截面面积

nf A —— 翼缘的净截面面积

q A ——

构件腹板的有效受剪面积

w A —— 腹板截面积

B —— 翼缘的自由外伸宽度
B
cb —— 组合梁考虑滑移效应的折减刚度

b —— 波纹中水平板带的宽度
d
—— 波纹中倾斜板带的水平投影宽度
θ
—— 波纹中倾斜板带倾角

r h —— 波纹高度

λ —— 腹板波纹的波长
s
—— 波长的展开长度

nx

—— 净截面抵抗矩

x W —— 梁截面模量

h —— 梁截面高度

y I ——

截面对 y 轴的惯性矩

t I —— 截面的抗扭惯性矩

w I —— 截面翘曲常数

1 x W —— 在弯矩作用平面内对受压纤维的毛截面模量

1 l —— 受压翼缘的自由长度

w h —— 腹板高度

w t —— 腹板厚度

f b —— 翼缘宽度

f t —— 翼缘厚度

R h —— 轨道高度

c —— 荷载分布宽度
c
0 —— 集中荷载在腹板计算高度边缘的假定分布长度

计算系数及其他

波纹腹板钢结构技术规程

- 4 -

? —— 柱子的整体稳定系数

x λ —— 整个构件对 x 轴的长细比;

ox λ —— 换算长细比

c χ —— 考虑屈曲的承载力折减系数

x γ —— 截面塑性发展系数

b ? —— 梁的整体稳定系数

b β —— 梁整体稳定的等效临界弯矩系数

E α —— 钢材的弹性模量与混凝土弹性模量的比值


波纹腹板钢结构技术规程

- 5 -

3

3.0.1 用于承重结构的波纹腹板钢构件的带钢或钢板, 宜采用现行国家标准《普通碳素结构钢》 GB/T
700
规定的 Q235 钢和《低合金高强度结构钢》 GB/T 1591 规定的 Q345 钢。 当有可靠依据时,可采
用其他钢号的钢材。

3.0.2
用于承重结构的波纹腹板钢构件的带钢或钢板应具有抗拉强度、 伸长率、 屈服强度和硫、 磷含
量的合格保证,对焊接结构尚应具有含碳量的合格保证。 焊接承重结构以及重要的非焊接承重结构
采用的钢材还应具有冷弯试验的合格保证。

3.0.3
用于地震区的波纹腹板钢构件若承受地震作用, 则构件的材料应符合现行国家标准《建筑抗震
设计规范》
GB 50011 的要求。
3.0.4
波纹腹板钢构件的连接材料应符合下列要求:

1 手工焊接采用的焊条, 应符合现行国家标准《碳钢焊条》 GB/T 5117 或《低合金钢焊条》 GB/T
5118
的规定。 选择的焊条型号应与主体金属力学性能相适应。 对直接承受动力荷载或振动荷载且需
要进行疲劳验算的波纹腹板钢构件,宜采用低氢型焊条。

2 自动焊接或半自动焊接采用的焊丝和相应的焊剂应与主体金属力学性能相适应, 并应符合现行
国家标准的规定。

3 普通螺栓应符合现行国家标准《六角头螺栓 C 级》 GB/T 5780 和《六角头螺栓》 GB/T 5782
规定。

4 高强度螺栓应符合现行国家标准《钢结构用高强度大六角头螺栓》 GB/T 1228 、《钢结构用高强
度大六角螺母》
GB/T 1229 、《钢结构用高强度垫圈》 GB/T 1230 、《钢结构用高强度大六角头螺栓、
大六角螺母、垫圈技术条件》
GB/T 1231 或《钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副》 GB/T 3632 , 《钢
结构用扭剪型高强度螺栓连接副技术条件》
GB/T 3633 的规定。

5 圆柱头焊钉 ( 栓钉 ) 连接件的材料应符合现行国家标准《电弧螺柱焊用圆柱头焊钉》 GB/T 10433
的规定。

波纹腹板钢结构技术规程

- 6 -

4 基本设计规定

4.1 设计原则

4.1.1 本规程采用以概率理论为基础的极限状态设计方法,以分项系数设计表达式进行计算。
4.1.2
波纹腹板钢结构应按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行设计。
4.1.3
设计波纹腹板钢结构时的重要性系数

0 γ 应根据结构的安全等级或结构的设计使用年限确定。

一般工业与民用建筑波纹腹板钢结构的安全等级取为二级, 设计使用年限为 50 年时, 其重要性系数
不应小于
1.0 ;设计使用年限为 25 年时,其重要性系数不应小于 0.95 。 特殊建筑波纹腹板钢结构安
全等级、设计使用年限另行确定。

4.1.4
按承载能力极限状态设计波纹腹板钢结构,应考虑荷载效应的基本组合, 地震区还应考虑含
地震作用的荷载效应组合,必要时尚应考虑荷载效应的偶然组合,采用荷载设计值和强度设计值进
行结构承载力验算。荷载设计值等于荷载标准值乘以荷载分项系数; 强度设计值等于材料强度标准
值除以抗力分项系数。

4.1.5
按正常使用极限状态设计波纹腹板钢结构, 应考虑荷载效应的标准组合, 采用荷载标准值和变
形限值进行结构变形验算。

4.1.6
计算结构构件和连接时, 荷载标准值、 荷载分项系数、 荷载效应组合和荷载组合值系数应分别
按结构承载力极限状态和正常使用极限状态设计要求, 根据现行国家标准《建筑结构荷载规范》
GB
50009
和《建筑抗震设计规范》 GB50011 的规定取值。

4.2 设计强度

4.2.1 钢材的强度设计值应按现行国家标准《钢结构设计规范》 GB50017 相关规定采用。

4.2.2
焊缝的强度设计值应按现行国家标准《钢结构设计规范》 GB50017 相关规定采用。

4.2.3
钢材和钢铸件的物理性能指标应按现行国家标准《钢结构设计规范》 GB50017 相关规定采用。

波纹腹板钢结构技术规程

- 7 -

5 波纹腹板钢构件

5.1 轴心受拉、受压构件

5.1.1 波纹腹板构件的轴向抗拉强度应按照下式验算:

nf

N

f
A

σ = ≤
(5.1.1)

式中 σ —— 截面正应力;
N —— 轴心拉力设计值;


nf A —— 翼缘的净截面面积;

f —— 材料的抗拉、抗压和抗弯强度设计值。

5.1.2 波纹腹板轴心受压构件除了应按照式 (5.1.1) 计算强度之外,还应按照下式计算其整体稳定性:

f

N

f
A

σ

?
= ≤
(5.1.2-1)

式中 A f —— 构件的翼缘截面面积;

? —— 柱子的整体稳定系数,取截面两主轴稳定系数

x ?

y ? 的较小值。当计算构件绕强轴

方向的整体稳定系数

x ? 时,应采用如下换算长细比:

2 f
ox x

q
25.7

A
A

λλ=+
(5.1.2-2)

qw w Ah t

s
λ
=
(5.1.2-3)

式中

x 0 λ —— 换算长细比;

x λ —— 整个构件对 x 轴的长细比,忽略腹板面积;


q A —— 构件腹板的有效受剪面积;

λ —— 腹板波纹的波长 ( 5.1.2-1)
s —— 腹板波纹波长的展开长度 ( 5.1.2-2)
在计算截面绕两个主轴方向的回转半径时,均忽略腹板部分的贡献。

5.1.3
波纹腹板轴心受压构件的整体稳定系数, 应按现行国家标准《钢结构设计规范》 GB50017 附录
C
确定。当计算绕强轴方向的整体稳定时,可以按照 b 类截面计算其稳定系数。当计算绕弱轴方向
的整体稳定时,可按照
c 类截面计算其稳定系数。

波纹腹板钢结构技术规程

- 8 -

db

θ

db

s

h
r

λ


5.1.2-1 波纹腹板几何参数示意图

b f

h r

B

h
w
h


h r

b tf

b bf

h
w
h

5.1.2-2 构件截面尺寸示意图

5.2 受弯构件

5.2.1 波纹腹受弯构件的抗剪承载力应满足下列要求:

1 当有充分试验证明波纹腹板屈服前不发生屈曲,腹板的抗剪承载力应按下列公式验算:

vw w Vf h t (5.2.1-1)

式中 :

v f 为腹板钢材的抗剪承载力设计值。

2 如没有充分试验证明波纹腹板屈服前不发生屈曲, 梯形波纹腹板 H 型钢抗剪承载力应按照下
列公式验算:

cv w w Vf h t χ≤ (5.2.1-2)

( ) c,l
c,l
1.15 0.9 1.0 (5.2.1-3)

0.65
c,g
c,g
0.68 1.0 (5.2.1-4)

( ) c,l

cr,l 3
y
f
λ τ= (5.2.1-5)

( ) c,g

cr,g 3
y
f
λ τ= (5.2.1-6)

( )()

2
cr,l s w
1
w t ?

? ?

(5.2.1-7)

波纹腹板钢结构技术规程

- 9 -

( )
0.25 0.75 2
cr,g s x y w w
kD D t h τ = (5.2.1-8)

{ } max , cos d θ= ,

3
xw
12
DqEt s = ,

ywy DEI q =

() ( )

2 3
wy w r w r
22 6sin
bt h t h θ+ (5.2.1-9)

式中,

c χ ------- 为考虑屈曲的承载力折减系数,取

c,l χ

c,g χ 的较小值:

s k -------- 为屈曲系数,局部屈曲可取为 5.34 ,整体屈曲可取为 31.6

cr,l τ

cr,g τ ----- 分别为波纹腹板局部屈曲和整体屈曲的弹性极限承载力。

5.2.2 波纹腹板钢的弯曲承载力应满足下列要求:

1 在绕强轴的弯矩作用下,构件截面强度按下列规定计算:

x

xnx

M

f
W
γ

(5.2.2-1)

对于双向受弯构件,其强度计算公式为:

yx

xnx y ny

MM

f
WW
γ

+ ≤ (5.2.2-2)

式中 M x M y —— 同一截面绕 x 轴和 y 轴的弯矩;

x γ

y γ —— 截面绕强轴和弱轴的塑性发展系数, 对 H 型截面分别取为 1.0 1.2 , 对箱形截面,

分别取 1.0 , 对需要计算疲劳的梁,

y γ 宜取 1.0

nx W

ny W —— x 轴和 y 轴的净截面模量,忽略腹板的贡献;

f —— 钢材抗弯强度设计值。
2
在最大刚度主平面内受弯的构件,其整体稳定性应按下式计算:

x

bx

M

f
W
?

(5.2.2-3)

当截面上下翼缘不对称时,整体稳定系数可按下式计算:

2
2f1
22
yx y

4320 4 235

1

25.7
bw t
bb b

wy

Ah I lI
Wh I I f

β
?η η

λ
??

??
??=+ + +??
????
??

(5.2.2-4)

当截面上下翼缘对称时,可以按照下面的简化公式计算:

ff
b 2

11ff

2752.5 235

0.064 1.64
bw

t

y

bb I

I
hl t t l f

β
? =+ ?
(5.2.2-5)

式中

x M —— 绕强轴作用的最大弯矩;


x W —— 按受压纤维确定的梁毛截面模量,忽略腹板贡献;


b ? —— 梁的整体稳定系数;


b β —— 梁整体稳定的等效临界弯矩系数,按表 5.2.2 采用;

波纹腹板钢结构技术规程

- 10 -

y λ —— 构件绕弱轴的长细比;

y1 y li λ =


y i —— 截面绕弱轴的回转半径;


y I —— 截面对 y 轴的惯性矩,忽略腹板贡献;

h —— 梁截面高度;

t I —— 截面的抗扭惯性矩,

33 3
11 2 2 w w

3
t

bt bt h t
I

++
=
b 1 t 1 b 2 t 2 分别为上下翼缘的宽度和厚

度;


w I —— 截面的翘曲常数, 当上下翼缘不对称时, ()

32
2212
w

12

33 1
12

wr

bb
th hII
Ih

I

αα= +? +
+


上下翼缘对称时,

3223
ff
w

24 48

wr th hhtb
I
=+

b η —— 截面不对称影响系数;对上下翼缘相同的截面, 0

b η = ;对加强受压翼缘的截面:

() 0.8 2 1
bb
α=? ;加强受拉翼缘: 21

bb η α= ? ()

11 2 b I II α + I 1 I 2 分别是

受压翼缘和受拉翼缘对 y 轴的惯性矩;


1 l —— 受压翼缘的自由长度。

当按上式计算得到的

b ? 大于 0.45 时, 应用下式计算的

'
b
? 代替

b ? 值:

'
b

b

0.29
1.05 1.0
?

?
? ≤
(5.2.2-6)

5.2.2 等效临界弯矩系数

b β

11

1

lt
bh

ξ=

项次
侧向支承 荷载

ξ≤ 2.0 ξ >2.0
1
上翼缘 0.69+0.13 ξ 0.95
2

均布荷载
作用在
下翼缘 1.73-0.20 ξ 1.33

3 上翼缘 0.73+0.18 ξ 1.09
4

跨中无侧
向支承

集中荷载
作用在
下翼缘 2.23-0.28 ξ 1.67

5 上翼缘 1.15
6

均布荷载
作用在
下翼缘 1.40

7

跨度中点
有一个侧
向支承点
集中荷载作用在截面

高度上任何位置

1.75

8 上翼缘 1.2

9

跨中有不
少于两个
等距离侧

任意荷载
作用在

下翼缘 1.4

波纹腹板钢结构技术规程

- 11 -

向支承点

10 梁端有弯矩,但跨中无荷载作用 1.75-1.05

2

1

M
M

+0.3

2
2

1

M
M

?
??
??

2.3


注:
1 表中,

11 1 lt bh ξ= b 1 为受压翼缘的宽度, l 1 为受压翼缘的自由长度。

2 M 1 M 2 为梁的端弯矩, 使梁产生同向曲率时, M 1 M 2 取同号, 产生反向曲率时, 取异号,

12 M M

3 表中项次 3 4 7 的集中荷载是指一个或少数几个集中荷载位于跨中附件的情况, 对于其他
情况的集中荷载,应按表中项次
1 2 5 6 内的数值采用。

4 表中项次 8 9

b β ,当集中荷载作用在侧向支承点处时,取

b β =1.20

5 荷载作用在上翼缘系指荷载作用点在翼缘表面,方向指向截面形心;荷载作用在下翼缘, 系
指荷载作用点在翼缘表面,方向背向截面形心。

5.2.3
当满足下列条件之一时可以不计算梁的整体稳定:
1 有铺板 ( 各种钢筋混凝土板和钢板 ) 密铺在梁的受压翼缘并与其牢固相连、能阻止梁受压翼缘的
侧向位移时。

2 波纹腹板钢简支梁受压翼缘的自由长度 l 1 与其宽度 b 1 之比不超过表 5.3.3 所规定的数值时。

5.3.3 波纹腹板钢简支梁不需计算整体稳定性的最大 l 1 / b 1

跨中无侧向支承点的梁
钢号

荷载作用在上翼缘 荷载作用在下翼缘

跨中有侧向支撑点的
梁,不论荷载作用在

何处
Q235 13.0 20.0 16.0
Q345 10.5 16.5 13.0
Q390 10.0 15.5 12.5
Q420 9.5 15.0 12.0

5.2.4
当波纹腹板钢上翼缘受有沿腹板平面作用的集中荷载(图 5.3.4 ), 且该荷载处又未设置加劲肋
时,腹板计算高度上边缘的局部承压强度应按下式验算:

波纹腹板钢结构技术规程

- 12 -

P

L

c

h

w

b

f


5.3.4 局部承压试验简图
1
当荷载有效分布宽度 c 0 小于腹板波纹的波长 λ 时:

uf w PP P = + (5.2.4-1)

0y R 52 c h h = + (5.2.4-2)

()

0.5 2
ww w
PEf t = (5.2.4-3)

( )
fpf
44
M a c ?? ?

? ?

(5.2.4-4)
2
pf f f f
4
M bft = (5.2.4-5)

() ()

0.5
2

wwff f
24 2
afbt f t c c
??
????

=+ ≥
(5.2.4-6)
式中,
P u —— 波纹腹板钢局部承压极限承载力;

c 0 —— 集中荷载在腹板计算高度边缘的假定分布长度;

w P —— 腹板承载力;

f P —— 翼缘承载力;

pf M —— 翼缘的塑性抗弯承载力;

f b —— 翼缘宽度;

f f —— 翼缘材料的设计强度值;

w f —— 腹板材料的设计强度值;

f t —— 翼缘厚度;

c —— 集中荷载沿梁跨度方向的支承长度;

y h —— 自梁顶置腹板计算高度上边缘的距离;

R h —— 轨道的高度;

a —— 为负弯矩塑性铰间距 .


2
当荷载假定分布宽度 c 0 大于腹板波纹的波长 λ 时:

波纹腹板钢结构技术规程

- 13 -

uf w w Ptt f γ= (5.2.4-7)

式中, 15.6

c α γ γγ=

α γ

c γ 按下式取值:

{

./)cos2/()cos1
3/1

≥+
<
=

wf

wf

tt
tta

θθ

γ
(5.2.4-8)

( ) 1 240
c
c
γ (5.2.4-9)

5.2.5 波纹腹板受弯构件腹板的波形应满足下列构造要求:

h r =30~100mm cos bd θ? =1~1.5 θ =45~60° s / λ =1.15~1.4 h w / t w 600

常见波纹腹板波形见本规程附录 A

5.3 拉弯和压弯构件

5.3.1 波纹腹板拉弯和压弯构件的强度应按下列公式验算:

yx

nf x nx y ny

MMN

f
AW W
γγ

± (5.3.1)

式中,

x γ

y γ —— 截面绕强轴和弱轴的塑性发展系数,可以分别取为 1.0 1.2


nx W

ny W —— x 轴和 y 轴的净截面抵抗矩。

5.3.2 等截面波纹腹板压弯构件,弯矩作用平面内的整体稳定性应按下式验算:

mx x

xf

1x x '

Ex
1

MN

f
A N

W

N

β
?

?
+

??

???
??

(5.3.2)

式中 N —— 所计算杆件段内的轴线压力;


'
Ex
N —— 参数, ( )

'2 2
Ex f ox
1.1
EA π λ=

x ? —— 弯矩作用平面内轴线受压构件的整体稳定系数,应按照换算长细比确定;

1x W —— 在弯矩作用平面内对受压纤维的毛截面模量,忽略腹板贡献;


mx β —— 弯矩等效系数,应按下列规定采用:

1 框架柱和两端支承的构件:

1 ) 无横向荷载作用时:

mx 2 1 0.65 0.35 M M β = +

1 M

2 M 为端弯矩, 使构件产生同

向曲率 ( 无反弯点 ) 时取同号;使构件产生反向曲率 ( 有反弯点 ) 时取异号,

12 M M

2) 有端弯矩和横向荷载同时作用时, 使构件产生同向曲率时,

mx β =1.0 ;使构件产生反

向曲率时,

mx β =0.85

3) 无端弯矩但有横向荷载作用时,

mx β =1.0

波纹腹板钢结构技术规程

- 14 -

2 悬臂构件和分析内力未考虑二阶效应的无支撑纯框架和弱支撑框架柱,

mx β =1.0

5.3.3 等截面波纹腹板压弯构件弯矩作用平面外的整体稳定应按下式验算:

tx x

yf 1 bx

MN

f
AW

β
η

?
+
(5.3.3)

式中,

y ? —— 弯矩作用平面外的轴心受压构件稳定系数,按照 5.2.2 条确定;


b ? —— 均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数,按照 5.3.2 条确定;

M x —— 所计算杆件段范围内最大弯矩;
η —— 截面影响系数,闭口截面 η =0.7 ,其他截面 η =1.0


tx β —— 等效弯矩系数,应按下列规定采用:

1 在弯矩作用平面外有支承的构件,应根据两相邻支承点间构件段内的荷载和内力情况确定:

1) 所考虑构件段内无横向荷载作用时:

tx 2 1 0.65 0.35 M M β = +

1 M

2 M 为弯矩

作用平面内端弯矩, 使构件产生同向曲率 ( 无反弯点 ) 时取同号; 使构件产生反向曲率

( 有反弯点 ) 时取异号,

12 M M

2) 所考虑构件段内有端弯矩和横向荷载同时作用时: 使构件产生同向曲率时,

tx β =1.0

使构件产生反向曲率时,

tx β =0.85

3) 所考虑构件段内无端弯矩但有横向荷载作用时,

tx β =1.0

2 弯矩作用平面外为悬臂的构件,

tx β =1.0

5.3.4 弯矩作用在两个主平面内的等截面波纹腹板压弯构件,其稳定性应按下列公式验算:

mx x

xf

1x x '

Ex

ty y

by y
1

M
W
MN

f
A N

W

N

β

??
β
η
?
+

??

???
??

+ (5.3.4-1)

tx x

bx

my y

yf

yy y '

Ey

x

1

MN

f
A N

W

N

M
W

β
?

?

β
η

?

+

??

???
??
??

+ (5.3.4-2)

式中

x ?

y ? —— 对强轴( x-x )和弱轴( y-y )的轴心受压构件整体稳定系数,按 5.2.1 条确定;


bx ?

by ? —— 均匀弯曲的受弯构件整体稳定性系数, 按 5.3.2 条计算, 其中对于 H 型截面,

by ?

1.0 ;对闭口截面

bx by ? ?= =1.0

M x M y —— 所计算构件段范围内对强轴和弱轴的最大弯矩;


'
Ex
N

'
Ey
N —— 参数, ( )

'2 2
Ex f ox
1.1
EA π λ= ( )

'2 2
Ey f
1.1

y NEA π λ=

W x W y —— 对强轴和弱轴的毛截面模量,忽略腹板部分;

波纹腹板钢结构技术规程

- 15 -

mx β

my β —— 等效弯矩系数,应按 5.4.2 条确定;

tx β

ty β —— 等效弯矩系数,应按 5.4.3 条确定。

5.3.5 波纹腹板楔形压弯构件弯矩作用平面内的整体稳定性应按下式验算:

0 mx 1

x γ f0 0

x γ 1'
0

1

Ex

N M

f
A N

W
N

β
?

?
+ ≤

?
???
??

(5.3.5-1)

'2 2
0f0 ox
1.1

Ex
NEA
π λ= (5.3.5-2)

式中, N 0 —— 小头的轴向压力设计值;
M 1 —— 大头的弯矩设计值;

A f0 —— 小头的翼缘截面面积;
W
1 —— 大头截面最大受压纤维的截面模量,忽略腹板贡献;

x γ ? —— 杆件轴心受压稳定系数,计算长细比时取小头的回转半径,并忽略腹板的贡献;

mx β —— 等效弯矩系数,有侧移构件的等效弯矩系数取 1.0

'

0 Ex N —— 参数,计算

ox λ 时以小头为准,且忽略腹板贡献;计算长度按照《门式刚架轻型房屋

钢结构技术规程》 CECS102 中的 6.1.3 条第 2 款确定。
5.3.6
波纹腹板楔形构件压弯弯矩作用平面外的整体稳定性应按下式验算:

0t 1

yf0 b γ 1

N

f
AW

β
?
+ ≤
(5.3.6-1)

式中,

y ? —— 波纹腹板轴心受压构件弯矩作用平面外稳定系数, 以小头截面为准, 按本规程第 5.2.2

条确定;


b γ ? —— 均匀受弯波纹腹板楔形构件的整体稳定系数;

N 0 —— 所计算构件段内小头截面的轴向压力设计值;
M 1 —— 所计算构件段内大头截面的弯矩设计值;

t β —— 等效弯矩系数,对两端弯曲应力基本相等的区段,

t β =1.0 ,对一端弯矩为零的区段:

( )

2
''
t0 0
10.75

Ex Ex NN NN β =? + (5.3.6-2)

均匀受弯上下翼缘对称的波纹腹板楔形构件的整体稳定系数

b γ ? ,可按下式计算:

42

00f0 0
2

x0 0
b
γ

4320 235

4.4

ys

w y

tAh
h f

λμ
λ
?

μ
??

?? ? ?

?+?? ? ?
?
?? ? ?
??
=
(5.3.6-3)

00 ys y li λ μ= (5.3.6-4)

0cf 10.023
s
lh A
γ=+ (5.3.6-5)

波纹腹板钢结构技术规程

- 16 -

y0 1 0.00385
w
li
=+ (5.3.6-6)

10 1 dd γ = ? (5.3.6-7)

式中,

f0 A h 0 W x0 t 0 —— 分别为构件小头的翼缘截面面积、 截面高度、 截面模量、 受压翼缘截面

厚度;


cf A —— 受压翼缘截面面积;


y0 i —— 小头截面受压翼缘绕 y 轴的回转半径;

l —— 楔形构件计算区段内的平面外计算长度,去支撑点之间的距离;

γ —— 楔形构件的楔率;

h 0 h 1 —— 分别为小头、大头截面高度。

当按上式得到的

b γ ? 大于 0.45 时,应用下式计算的

'
b
γ ? 代替

b γ ? 值:

'
b
γ

b γ

0.29
1.05 1.0
?

?
? ≤
(5.3.6-8)

5.4 受压翼缘的局部稳定

5.4.1 波纹腹板钢梁轴压、受弯和压弯构件中受压翼缘的局部稳定,应通过板件的宽厚比进行控制。
受压翼缘自由外伸宽度
B 与厚度 t 的比值应满足下列要求:


235
f

y

B

r
tf

(5.4.1-1)


fr 2

2
B

?
=
(5.4.1-2)

式中,

f r ------ 对于 8 度和 9 度地震设防地区,分别取 12 11 ; 对于其他情况,取 15

5.5 构件的变形计算

5.5.1 波纹腹板简支梁挠度可按下列公式计算:

1 跨中受集中荷载作用时

3

'

w 48 4

Pl Pl

EI G A
=
+
(5.5.1-1)

'
GG s
λ= ? (5.5.1-2)
2
受均布荷载作用时

42

?

w

5
384 8

ql ql

EI G A
=
+
(5.5.1-3)

式中 P —— 波纹腹板钢上翼缘作用的集中荷载;

波纹腹板钢结构技术规程

- 17 -

q —— 横向均布荷载;
l —— 梁的跨度。
5.5.2
两端固支的梁、连续梁及框架梁的挠度可按下列公式计算:

1 跨中受集中荷载作用时:

3

'

w 192 4

Pl Pl

EI G A
=
+
(5.5.2-1)

2 均布荷载作用时:

42

?

w 384 8

ql ql

EI G A
=
+
(5.5.2-2)

5.5.3 采用有限元方法计算波纹腹板钢结构的变形时, 波纹腹板构件的单元刚度矩阵需要考虑构件剪
切变形的影响,其单元刚度矩阵形式见附录
B
5.5.4
波纹腹板钢结构的变形应符合《钢结构设计规范》 GB 50017 中附录 A 的规定。
5.5.5
波纹腹板受压构件的容许长细比不宜超过表 5.6.5 的容许值:

5.6.5 波纹腹板受压构件容许长细比
构件类型
长细比限值
主要构件
180
其他构件、支撑
220

5.5.6
波纹腹板受拉构件的容许长细比不宜超过表 5.5.6 的容许值:

5.6.6 波纹腹板受拉构件容许长细比
构件类型
长细比限值
直接承受动力荷载的结构
250
间接承受动力荷载的结构

或承受静力荷载的结构

350


5.6 疲劳计算

5.6.1 直接承受动力荷载重复作用的波纹腹板钢构件其翼缘与腹板焊缝处, 应力变化的循环次数 n
于或大于
5×10

4
次时,应进行疲劳计算。

5.6.2
波纹腹板钢构件疲劳计算宜采用容许应力幅法, 应力变化按弹性状态计算, 容许应力幅按构件
类别及应力循环次数确定。在应力循环中不出现拉应力的部位可不计算疲劳。

5.6.3
对受常幅应力变化的波纹腹板钢构件,应按下式进行疲劳验算:

[ ]Δ (5.6.3-1)

波纹腹板钢结构技术规程

- 18 -

[]

1
C
n

β

σ

??
Δ=??

??

(5.7.3-2)

式中 σΔ —— 构件翼缘与腹板焊接部位应力幅,取为

max min σ σσΔ =?


max σ —— 计算部位每次应力循环中的最大拉应力(取正值);


min σ —— 计算部位每次应力循环中的最小拉应力(取正值)或压应力(取负值);

[ ] —— 常幅疲劳的容许应力幅( N/mm

2

),应按下式计算:

n —— 应力循环次数;
C β —— 参数, 根据现行国家标准《钢结构设计规范》 GB50017 中表 6.2.1 采用, 构件类别宜

选为 3 类。
5.6.4
重级工作制波纹腹板 H 型钢吊车梁的疲劳可作为常幅疲劳,按下式计算:

[ ] 6 f 210
ασ σ

×
?Δ Δ
(5.6.4)

式中

f α —— 欠载效应的等效系数,对重级工作制硬钩吊车取为 1.0 ,对重级工作制软钩吊车取

0.8

[ ] 6

210 ×

—— 循环次数 n 2×10

6
次的容许应力幅, 按《钢结构设计规范》
GB50017 中表 6.2.3-2

采用,构件类别宜选为 3 类。

5.7 抗震设计

5.7.1 波纹腹板钢结构可用于非地震区以及设防烈度为 6 度的地震区。
5.7.2
对于设防烈度为 7 度及以上的地震区, 如结构中的构件满足下列条件, 则该构件可采用波纹腹
板钢构件:

1 构件含地震作用的轴向力设计值与构件全截面面积和钢材抗拉强度设计值乘积的比值不超过
0.4

2 构件在重力荷载代表值和中震作用标准值的组合效应下, 构件截面不屈服, 且构件的承载力满
足设计要求;

3 结构的安全等级为二级或三级。

波纹腹板钢结构技术规程

- 19 -


6 波纹腹板 H 型钢组合梁

6.1 一般规定

6.1.1 本章规定适用于不直接承受动力荷载由混凝土翼板与波纹腹板 H 型钢梁通过抗剪连接件组成的
组合梁。

6.1.2 波纹腹板 H 型钢组合梁混凝土翼板有效宽度

e b 可按照现行国家标准《钢结构设计规范》 GB

50017 中的计算方法确定。
6.1.3
组合梁的挠度应按弹性方法进行计算, 并按现行国家标准《钢结构设计规范》 GB50017 中的规
定考虑混凝土翼板和钢梁之间的滑移效应对组合梁刚度的影响。

6.1.4
组合梁施工时, 若钢梁下无临时支承, 则混凝土硬结前的材料重量和施工荷载应由波纹腹板钢
梁承受。此时钢梁应按本规程第
5 章的规定进行施工阶段的强度、稳定和变形验算。

6.2 组合梁设计

6.2.1 完全抗剪连接组合梁正弯矩作用区段的抗弯承载力应按下列规定计算:

1 塑性中和轴在混凝土翼板内(图 6.2.1-1 ),即

fc c e Af bh f 时:

ec M bxf y (6.2.1-1)

fe c x Af b f = (6.2.1-2)

式中 M —— 正弯矩设计值;
A f —— 钢梁翼缘毛截面面积。

h

h
c

h
s

b f

b e

x

f c

f

y

A f f

b e xf c


6.2.1-1 塑性中和轴位于混凝土翼板内时组合梁截面及应力图形

2 当塑性中和轴位于钢梁上翼缘内(图 6.2.1-2 ),即

fe c c Af bh f > 时,

2
c
bf s e c

2
h
MA fh b f
+ (6.2.1-3)

波纹腹板钢结构技术规程

- 20 -

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