1、受弯和压弯构件截面板件宽厚比等级。
新的《钢结构设计标准》GB50017 - 2017 规定了受弯和压弯构件截面的翼缘和腹板的设计宽厚比等级限值有 S1 到 S5 五级。SX 以及其对应的宽厚比是由小逐渐变大的。它与钢材强度等级、结构重要性以及构件截面塑性变形有着密切的关联。当钢材强度高、结构重要性大以及塑性变形大的时候,SX 相对就会小。
一般构件过去习惯采用 S3 和 S4。S3 截面允许部分塑性,其γ值为 1.05 到 1.2;S4 不允许塑性变形,γ值为 1。板件宽厚比限值,对于翼缘一般是不允许突破的,对于腹板则可以突破,按有效截面进行计算。近年也有将翼缘按有效截面计算,也就是取其限值,还有按ε降低钢材强度的情况。S1 与 S2 被用于按塑性设计构件以及高烈度地震区构件。新《钢结构设计标准》GB 50017 - 2017 中的 S5 翼缘宽厚比放宽至 20 ,并且与钢号没有关系。本手册把标准里的翼缘 S5 值换成了 S4 值钢结构抗震等级规范钢结构抗震等级规范,目的是与其他规范以及国际规范相衔接,然而腹板的取值依然按照标准中的 S5 取值。
2、支撑截面板件宽厚比等级限值
(表一)的构件适用于抗侧力支撑中的受压杆件。通常是受拉为主的情况,只有不考虑压杆卸载的单厂交叉支撑属于例外。
3、构件截面特性的取值。
这涉及到毛截面以及净截面,还有有效毛截面和有效净截面。它们的应用场合在(表二)中可以看到。
4、抗震性能化设计。
抗震性能化设计通过不同的计算和构造来进行工作。它针对不同的烈度,在三个水准下进行震害性能评估。它是三水准设计的进一步深化和补充。具体而言,它补充了中震验算这一内容,在验算过程中考虑了性能系数,也就是地震作用折减系数 2。单层厂房通常按照建筑抗震设计规范来验算小震情况下的结构抗震强度,并且依据抗规采取抗震构造措施,这样就能满足中震和大震下的使用要求。一般来说,不需要验算中震和大震下的抗震强度,在进行小震验算时,构件性能系数Ω不会出现。
5、内力分析与设计方法。
《钢结构设计标准》GB 50017 - 2017 的第 5 章着重对一些问题进行了论述。
结构计算模型和计算假定需与构件的截面相符,也要与连接的实际性能相符。只有截面板件宽厚比等级为 S1、S2、S3 时,才能够考虑截面塑性变形的发展。桁架节点一般可被视为铰接。节点刚性所引起的弯矩效应与截面形状(刚度)有关,也与节间长度和截面高度的比值有关。以下重点论述以下几种分析方法的特点和应用场合:一阶弹性分析、二阶弹性分析、间接分析法以及直接分析法。
一阶弹性分析。在进行分析时,不将结构侧移所导致的附加侧移弯矩考虑在内。通常可以运用表 3 - 24 中的长度系数μ。
二阶弹性分析需要考虑结构侧移所引发的附加侧移弯矩,也就是 P-效应。一般来讲,有两种方式可以用来计算二阶效应:
(4)直接分析法。
必须考虑结构整体的初始几何缺陷,还要考虑构件的初始几何缺陷以及残余应力。同时可以考虑材料的弹塑性,这样就能直接算出考虑二阶效应后的结构内力。之后再依据公式(3-127)和公式(3-128)来验算构件的强度。
b.截面板件宽厚比等级为S1、S2。
c.以上为精确法,构件长度系数μ=1。
(5)以上三种方法的构件承载力均可采用规范的相关公式计算。
上述论述中的一阶间接分析法和二阶间接分析法以及直接分析法,主要是适用于框架柱的。
6、材料的强度指标。
过去的设计规范里,仅将钢材和连接的强度设计值当作主要指标,然而却未列出材料的屈服点(强度)以及抗扭强度。新的钢结构设计规范,除了上述那些内容之外,还增添了钢材和连接的屈服点(强度)。
在抗震性能化设计时需要屈服点和抗拉强度,在材料检验中也需要屈服点和抗拉强度。
材料检验时,对于抗震耗能区的材质,其屈服强度(屈服点)实测值与抗拉强度实测值之比需满足不应大于 0.85 的要求。
在抗震性能化设计中,设防地震下的构件承载力通常是用构件屈服点来表示的。