钢结构设计规范GB50017-2026，这些规定你知道吗？

由钢制材料构成的钢结构, 属于主要的建筑结构类型当中的一种, 因其自身重量比较轻，并且施工较为简便, 故而在大型厂房、场馆以及超高层这类领域里被广泛运用, 然而其具备构件种类数量多、设计节点繁杂、材料具有多样性等这些特点, 也致使钢结构设计相较于其他建筑结构而言更为复杂。

因此, 于钢结构设计里, 为让最终设计成果契合国家标准, 得以投入生活与使用, 钢结构设计国家标准《钢结构设计标准》GB50017 - 2017对钢结构设计立下了严格规定, 特别是强制性条文第4.3.2条、4.4.1条、4.4.3条、4.4, .4条、4.4.5条、4.4.6条、18.3.3条。下面, 我们一同来看下钢结构设计要遵照怎样的规定:

01 一般规定

1.钢结构设计应包括下列内容：

1）结构方案设计钢结构设计规范50017-2026，包括结构选型、构件布置；

2）材料选用及截面选择；

3）作用及作用效应分析；

4）结构的极限状态验算；

5）结构、构件及连接的构造；

6）制作、运输、安装、防腐和防火等要求；

7）满足特殊要求结构的专门性能设计。

2.设计钢结构时, 除疲劳一块采用的是容许应力法外, 承载能力极限状态以及正常使用极限状态两处都应进行设计。

3.当对结构或者是构件的强度进行计算的时候, 以及对其稳定性进行计算的时候也好, 还有对连接的强度进行计算时而进行操作时, 应当采用荷载设计值, 在计算疲劳相关内容的时候, 应当采用荷载标准值。

4.针对直接承受动力荷载的结构而言, 在计算强度阶段时, 动力荷载设计值应当乘以动力系数来进行计算；在计算其稳定性阶段的时候, 动力荷载设计值同样要乘以动力系数来展开相应计算。而在计算疲劳阶段时, 动力荷载标准值不乘以动力系数来实施计算；在对其变形进行计算时, 依然规定动力荷载标准值不乘动力系数来予以计算。当计算吊车梁或者吊车析架以及其制动结构的疲劳和挠度时, 起重机荷载需要按照作用在跨间内荷载效应最大的那一台起重机来加以确定。

5.预应力钢结构的设计, 要涵盖预应力施工阶段的各类工况, 也要包含使用阶段的各种工况。预应力索膜结构设计, 需包括找形分析这一过程, 要包含荷载分析这一环节, 还得有裁剪分析这一相互制约的步骤, 并且适宜进行施工过程分析。

6.作为结构构件, 其连接以及节点, 应当采用以下承载能力极限状态设计之表达式, 此表达式为:

1）持久设计状况、短暂设计状况：

y0S≤R

2）地震设计状况：

多遇地震

S≤R/yRE

设防地震

S≤Rk

在式子当中, y0是结构的重要性系数, 对于安全等级为一级的结构构件而言, 绝对不应该少于1.1, 对于安全等级为二级的结构构件来说, 绝不可以少于1.0, 对于安全等级为三级的结构构件来讲, 从来都不能少于0.9。

S, 指承载能力极限状况下作用组合的效应设计值, 对于持久或者短暂设计状况而言, 要依照作用的基本组合去开展计算, 对于地震设计状况来说, 需按照作用的地震组合来进行计算。

R——-结构构件的承载力设计值；

Rk——结构构件的承载力标准值；

yRE, 也就是承载力抗震调整系数, 其取值呢, 应当按照现行的国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011中来规定取值的。

7.涉及安全等级为一级的结构, 或者是那种有可能遭受爆炸、冲击等偶然作用的结构, 适宜开展防连续倒塌控制设计, 要做到如果部分梁失效时, 结构能够有一条竖向荷载重分布的途径来保障稳定性, 当部分柱失效时, 结构也要能保持稳定, 在部分梁或楼板失效时结构的稳定性同样得保证, 若部分构件失效后, 节点依旧可以有效地传递荷载。

8.进行钢结构设计之际, 要合理挑选材料, 以及结构方案, 同时采取构造措施, 以便满足结构构件, 在运输之时、安装阶段和使用进程中的强度要求、稳定性要求以及刚度要求, 并且应当符合防火方面要求、防腐蚀方面要求。最好采用通用构件以及标准化构件, 要是考虑结构部分构件可行的替换可能性, 那么就得提出相应的具体要求。钢结构的构造应该有利于制作, 利于运输, 便于安装, 方便维护, 还得让结构受力可以简单明确钢结构设计规范50017-2026，尽可能地减少应力集中现象, 防止材料出现三向受拉情况。

9.钢结构设计文件需要注明的有加, 所采用的规范亦或是标准了, 建筑结构设计使用的年限, 抗震设防的烈度, 钢材的牌号之事, 连接材料的型号（或者钢号啊）这一项, 还有设计所需的附加保证项目哩。

10.钢结构设计文件要标明螺栓防松构造的要求, 还要写明端面创平顶紧的部位, 也要表明钢结构最低的防腐蚀设计年限, 以及防护对应的要求和采取的措施, 同时还有对施工的相关要求。对于焊接连接而言, 应注明焊缝所属的质量等级, 以及承受动荷载时的特殊构造要求；之于高强度螺栓连接来讲, 应注明预拉力, 还要写明摩擦面的处理情况以及抗滑移系数；针对抗震设防的钢结构，应注明焊缝还有钢材的特殊要求。

02 结构体系

1.钢结构的布置应符合下列规定：

1）应具备竖向和水平荷载传递途径；

2）应具有刚度和承载力、结构整体稳定性和构件稳定性；

3）应当具备冗余度, 进行避免, 避免因部分结构遭破坏, 避免因部分构件遭破坏, 从而致使整个结构体系失去承载能力, 失去承载能力的结果不许发生。

4）隔墙、外围护等宜采用轻质材料。

2. 要是施工进程对主体结构的受力以及变形有着较大的影响, 那么此时就应当开展施工阶段的验算。

03 钢材牌号及标准

1.钢材适宜采用Q235、Q345、Q390、Q420、Q460以及Q345GJ钢, 其质量应当分别契合现行国家标准《碳素结构钢》GB/T 700、《低合金高强度结构钢》GB/T 1591和《建筑结构用钢板》GB/T 19879的规定。结构用的钢板、热轧工字钢、槽钢、角钢、H型钢以及钢管等型材产品的规格、外形、重量以及允许偏差应符合国家现行相关标准的规定。

2.采用Z向钢来对, 焊接承重结构以防, 止钢材出现层状撕裂的时候, 钢材质量得符合, 现行国家标准《厚度方向性能钢板》GB/T 5313的规定。

3.承重结构处于外露环境, 并且对耐腐蚀有着特殊要求, 或者处于侵蚀性介质这个环境之中, 那么可以采用Q235NH。并且能够采Q355NH还有Q415NH牌号以及耐候结构钢, 其质量应当符合现行国家标准、就是那所谓的《耐候结构钢》GB/T 4171的规定。

4.非用于焊接的那种结构所使用的铸钢件, 其质量应当契合现行的国家标准《一般工程用铸造碳钢件》GB/T11352之中所规定的要求。而用于焊接的结构所使用的铸钢件, 它的质量则要符合现行的国家标准《焊接结构用铸钢件》GB/T 7659所规定的内容。

5.倘若选用本标准里未曾罗列出来的别的牌号钢材, 适宜依照现行的国家标准《建筑结构可靠度设计统一标准》GB 50068来开展统计分析, 进而研究得以确定其设计指标以及适用范围。

04 材料选用

1.承重结构用的钢材需要有屈服强度的合格保证, 还要有抗拉强度的合格保证, 也得有断后伸长率的合格保证, 并且硫、磷含量要有合格保证, 对于焊接结构还得有碳当量的合格保证。焊接承重结构采用的钢材要有冷弯试验的合格保证, 重要的非焊接承重结构采用的钢材同样要有冷弯试验的合格保证 ；直接承受动力荷载的构件所用钢材要有冲击韧性的合格保证, 需验算疲劳的构件所用钢材也要有冲击韧性的合格保证。（强制执行条文）

2.钢材质量等级的选用应符合下列规定：

1）仅在结构工作温度高于0℃的、不需要验算疲劳的结构中, A级钢才能够被使用, 并且, Q235A钢不适宜被应用于焊接结构。

2）需验算疲劳的焊接结构用钢材应符合下列规定：

1)）当工作温度高于0℃时其质量等级不应低于B级；

2）当工作的温度, 处于不高于0℃, 然而却高于-20℃这种情况的时候, Q235钢、Q345钢, 都不应低于C级, Q390钢、Q420钢, 以及Q460钢, 都不应低于D级。

3)在工作温度不高于零下二十摄氏度的情况下, Q235钢和Q345钢, 其等级不应低于D级, 而Q390钢、Q420钢以及Q460钢, 都应选用E级。

针对3需进行验算疲劳的非焊接结构而言，其钢材质量等级要求能够比上述焊接结构降低一级, 不过不能低于B级, 吊车起重量不少于50t的中级工作制吊车梁, 其质量等级要求应当和需要验算疲劳的构建保持一样。

4.对于采用塑性设计的结构, 以及进行弯矩调幅的构件, 在钢材选用方面, 应符合下列这些规定:

1）屈强比不应大于0.85；

2）钢材应有明显的屈服台阶，且伸长率不应小于20%。

5.连接材料的选用应符合下列规定：

1）焊条的型号以及性能, 要跟相应母材的性能相适配，焊丝的型号还有性能, 同样得与相应母材的性能相契合, 其熔敷金属的力学性能, 应当符合设计所规定的要求, 并且不可以低于相应母材标准的下限数值。

2）针对直接承受动力荷载的结构, 并且是需要验算疲劳的结构, 还有低温环境下工作的厚板结构, 适宜采用低氢型焊条。

3）那些用于连接薄钢板的自攻螺钉, 还有钢拉铆钉（环槽铆钉）, 以及射钉等, 它们都应当符合相关标准所作出的规定。

05 设计指标和设计参数

1.钢材用于设计的强度指标, 要依据钢材的牌号, 以及厚度或者直径, 按照下列表格来采用。（其中这属于强制执行条文）

2.建筑结构所使用钢板的设计时用到的强度指标, 能够依据钢材的牌号, 以及其厚度, 或者直径, 按照下面这个表格来采用。

3.结构用无缝钢管的强度指标应按下表采用。（强制执行条文）

4.铸钢件的强度设计值应按下表采用。（强制执行条文）

5.关于焊缝的强度指标的采用情况, 应该依据下述的表格来进行, 并且还应当遵从下面所列出的规定: （这乃强制执行条文）。

1）焊条用于手工焊, 焊丝以及焊剂被自动焊和半自动焊采用, 该焊条、焊丝与焊剂所对应的熔敷金属的力学性能, 务必确保不会比母材的性能低, 且熔敷金属的力学性能应处于母材性能之上。

2）焊缝质量等级需符合现行国家标准《钢结构焊接规范》GB 50661的规定, 其检验方法要符合现行国家标准《钢结构工程施工质量验收规范》GB 50205的规定。小于6mm钢材的对接焊缝, 不应用超声波探伤来确定焊缝质量等级。

3）对接焊缝于受压区域的抗弯强度设计数值选取fwc, 在受拉区域的抗弯强度设计数值选定fwt。

4）作如下计算, 针对连接处于特定情况时, 需将下表所规定的强度设计值, 乘上与之相应的折减系数；当存在多种情况同时出现的状况时其折减系数要连乘。

①施工条件较差的高空安装焊缝应乘以系数0.9；

②对于无垫板情形下、进行单面施焊的对接焊缝, 其连接计算时, 应乘上折减系数0.85。

6.螺栓连接的强度指标应按下表采用。（强制执行条文）

7.铆钉连接的强度设计值要依照下表来采用, 并且要按照以下规定去乘以相应的折减系数, 在下面几种情况同时出现的时候, 其折减系数应当连乘。

1）施工条件较差的铆钉连接应乘以系数0.9；

2）沉头和半沉头铆钉连接应乘以系数0.8。

8.钢材和铸钢件的物理性能指标应按下表采用。

06 结构分析与稳定性分析

1.建筑结构之中, 内力以及变形, 能够依照结构静力学的方法, 去做弹性或者弹塑性的分析, 当采用弹性分析的结果来进行设计的时候, 截面板件宽厚比等级属于S1那样的级别、S2那样的级别、S3那样的级别之类的构件, 是可以有塑性变形不断发展的。

2.结构稳定性设计应在结构分析或构件设计中考虑二阶效应。

3.结构的计算模型和基本假定应与构件连接的实际性能相符合。

4.框架结构当中, 梁柱的连接比较适宜采用刚接或者饺接, 当梁柱采取半刚性连接时, 需要计入梁柱交角变化所产生的影响, 在内力进行分析的时候, 应当假定连接的弯矩和转角曲线如何如何, 并且在节点设计这个环节, 要确保节点的构造跟假定的弯矩—转角曲线能够相符合, 是这样的情况。

5.进行析架杆件内力计算时应符合下列规定：

1）计算珩架杆件轴力时可采用节点饺接假定；

2）对于采用节点板连接的析架腹杆, 以及荷载作用于节点的弦杆, 如果其杆件截面是单角钢、双角钢、T形钢中其中一种时, 那么可不考虑节点刚性所引发的弯矩效用。

07 钢结构连接

1.钢结构构件进行连接时, 要依据施工环境的条件, 还要根据作用力的性质, 进而选择那种连接方法。

2.连接部位处于同一场合时, 普通螺栓或者承压型高强度螺栓，与焊接共同使用的连接方式是不被允许采用的；在改、扩建工程里, 倘若作为加固补强的措施运用, 摩擦型高强度螺栓就能够与焊接一同承受相同的作用力了, 这种栓焊并用的连接形式会被认可, 不过它的计算以及构造, 还是应该同那种按照属于行业标准范畴的《钢结构高强度螺栓连接技术规程》得出并编号为JGJ 82 - 2011规定里的那种条文规定呈现为被遵循对应状态, 特别是遵循编号为该规程第5.5节的规定。

3.C级螺栓适宜用于沿着其杆轴方向承受拉力的连接, 在如下一些情况下能够用于抗剪连接:

1）承受静力荷载或间接承受动力荷载结构中的次要连接；

2）承受静力荷载的可拆卸结构的连接；

3）临时固定构件用的安装连接。

4. 沉头和半沉头铆钉不得用于其杆轴方向受拉的连接。

5.钢结构焊接连接构造设计应符合下列规定：

1）尽量减少焊缝的数量和尺寸；

2）焊缝的布置宜对称于构件截面的形心轴；

3）节点区留有足够空间，便于焊接操作和焊后检测；

4）应避免焊缝密集和双向、三向相交；

5）焊缝位置宜避开最大应力区；

6）进行焊缝连接的时候, 适宜去选择等强匹配；而当存在不同强度的钢材连接的情况时, 能够采用跟低强度钢材相匹配的焊接材料。

本设计标准, 除上述规定之外, 针对受弯构件、轴心受力构件、拉弯构件、压弯构件、加劲钢板剪力墙、钢与混凝土组合梁等, 作出了相关规定, 此处不再详细叙述, 对此感兴趣的相关从业者, 可查阅《钢结构设计标准》GB50017-2017。

钢结构设计告终之后, 为了确保钢结构的安全以及稳定, 我们务必要对钢结构予以分析。当下, 钢结构分析主要运用有限元分析形式, 对钢结构内力（轴力、剪力、弯矩、扭矩）载荷、结构于动力荷载作用之时的动力响应（自振周期、振型）、土壤结构相互作用或者风力、地震及移动（线位移、角位移）载荷等展开分析。

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12.集成钢结构结点设计

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13.生成截面属性报告

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14.生成结构设计文档

自行生成结构设计方面的文档, 其中涵盖用以传递设计意图的必备平面图, 以及立面图。针对三维模型开展的更改, 会于文档里面自动进行更新。

15.共享结构模型

把结构模型几何图形传递至另一个应用程序, 再把设计结果传输过去, 还要同步未来那变化。做到快速去共享结构模型, 还有工程图以及信息, 好让整个团队都能加以查看。

16.充分利用国际通用标准截面配置文件

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