CECS410-2015 不锈钢结构技术规范.pdf

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CECS410-2015 不锈钢结构技术规范.pdf

5.1.1本条采用现行行业标准《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102 中的相应规定。不锈钢钢绞线的抗拉极限强度标准值可按国家现 行标准《不锈钢钢绞线》GB/T25821和《建筑用不锈钢绞线》JG/I 200中的最小破断力取值。对包含不锈钢拉索的结构进行分析 时,不锈钢拉索的弹性模量可取1.2×10N/mm,也可以取厂家 实测值。

5.2.1当轴心受压构件截面有削弱(如开孔或缺口等)时,应按本

5.2.1当轴心受压构件截面有削弱(如开孔或缺口等)时,应按本 条计算其强度。条文公式(5.2.1)中A.为有效净截面面积,应按 下列规定确定: 1有效截面面积A。应按本规程第5.6节计算。 2当孔洞或缺口位于截面的无效部位,则A二A,;当孔洞 立于截面的有效部位,则:A一A。一A(位于有效部位的孔洞或缺 口面积)。 3开圆孔的均匀受压板件的有效宽度6,可按下列公式计 算:

甘肃省市政工程预算定额2018 第六册 水处理工程当 d. / d≤0. 1 时 :

当0.1

当0. 5

l.llde b',=b. 戏 6 fo.2 ,=0.53 E

5.2.2本条为轴心受压构件的稳定性计算要求。

本条基于不锈钢轴心受压构件试验数据和天量的有限元分析 得出。 为验证现行国家标准《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB 50018及《钢结构设计规范》GB50017中轴心受压构件稳定系数 的计算表对不锈钢轴心受压构件的适用性,东南大学进行了7根 冷成型方管,13根冷成型矩形管,11根冷成型圆管,7根焊接H 形的轴心受压长柱试验,清华天学进行了10根焊接H形和8根 焊接箱型截面轴心受压长柱试验,并对国内外的轴心受压长柱构 件的试验数据进行了搜集和整理(截至2014年),其中以冷成型方 管、矩形管、圆管、椭圆管、冷弯C型钢、焊接H型钢和焊接箱型截

图2冷成型方矩管构件试验数据与柱子曲线对比

成型圆管构件试验数据与柱子曲线对比

针对焊接成型构件的4条柱子曲线,采用清华大学提出 的残余应力分布模式(图4·表7和表8)·进行了大量常用截面受 玉构件的数值分析,最后进行拟合得到。奥氏体焊接H形钢截面 构件试验数据与柱子曲线的对比见图5

(b)箱形截面(等边或不等边)

图4焊接构件的残余应力分布模式(清华大学)

表7工字形截面构件残余应力分布模型参数

图5奥氏体型焊接H形面柱子曲线和试验数据对比

当计算其他焊接截面形式、格构式截面构件和可能发生弯扭 屈曲和扭转屈曲破坏的构件时,由于缺乏相关研究成果,故采用本 规程中承载力最低的柱子曲线。

5.2.3~5.2.7条文参照现行国家标准《冷弯薄壁型钢结构技术

5.2.3~5.2.7条文参照现行国家标准《冷弯薄壁型钢结构技术 规范》GB50018中的相应规定。

规范》GB50018中的相应规定

规范》GB50018中的相应规定。

5.3.1本条为受弯构件的抗弯强度计算要求。

5.3.2本条参考现行国家标准《钢结构设计规范》GB500T7。

时的最大1,/6,值,影响因素很多,例如,荷载类型及其在截面上 的作用点高度、截面各部分的尺寸比例等都将对1./6,值有影响。 为了便于应用,并力求简单,条文表5.3.3中所列的数值带有一定 的近似性。该表中的数据是根据双轴对称等截面工字形梁的整体 稳定系数等于0.95导出,认为此时梁的截面将由强度条件控 制而不是由整体稳定条件控制。根据工程实际中可能遇到的截面 各部分的比例关系,较保守的采用高宽比为3的焊接工字形简支 梁作为计算对象,按条文第5.3.4条导出其最大1/b,值。对于跨 中无侧向支承点的梁,取满跨均布荷载计算;对于跨中有侧向支承 点的梁,取纯弯曲计算。

梁整体稳定系数与有限元分析结果对

5.3.5本条采用现行国家标准《钢结构设计规范》GB50017中的 相应规定。 5.3.6本条采用现行国家标准《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB 50018中的相应规定

5.3.6本条采用现行国家标准《冷弯薄壁型钢结构技术规范》

5.3.7、5.3.8条文采用现行国家标准《冷弯薄壁型钢结构技术规

当梁以自身扭转抵抗外荷载时,应在强度和稳定性的计算中 考虑自由扭转和约束扭转产生的应力(双力矩)。当梁的扭矩作为 一种次应力出现,扭转不会自由发展时(如在荷载作用点受压翼缘 处设有侧向支承的梁),无须考扭转作用。受扭转构件宜采用闭 口截面形式;当采用开口截面形式时,宜优先考虑采用双轴对称或 单轴对称截面形式。 5.3.9~5.3.15条文参照现行国家标准《钢结构设计规范》GB 50017中的相应规定

5.3.9~5.3.15条文参照现行国家标准《钢结构设计规范》G

50018中的相应规定

5.5压弯构件 本节条文采用现行国家标准《冷弯薄壁型钢结构技术规范》 GB50018中的相应规定。为验证本节计算表达式的合理性,东南 大学进行了S30408材质的5根冷成型方管偏心受压构件、5根焊 接H型钢偏心受压构件平面内稳定和5根焊接H型钢偏心受压 构件平面外稳定试验研究,并对国外学者进行的压弯构件试验进 行了搜集和整理。其中具有代表性的试验为:1995年,国外学者 Talja进行了方矩管截面的不锈钢压弯构件平面内稳定试验研究; 1999年,国外学者Stangenberg进行了焊接H型钢压弯构件的平 面内稳定试验研究。采用本规程中第5.2节、第5.3节和第5.6 节相应条文对上述构件稳定性进行了计算,计算结果见图7。图 中可以看出,按本规程公式可以给出合理的计算结果。

压弯构件试验数据与按本规程计算结

5.6构件中的受压板件

5.6.1本条为受压板件有效宽度计算的基本公式。

为验证现行国家标准《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB 50018中相关规定对不锈钢构件的适用性,东南大学进行了19根 奥氏体型不锈钢方矩管短柱和38根卷边C形短柱构件轴心受压 和偏心受压试验、清华大学进行了13根焊接箱型截面短柱和15 根焊接H形截面短柱试验研究。以试验数据为基础,规范编制组 对四边简支受压板件还进行了大量的数值计算。 数值分析结果表明,不同牌号的不锈钢板有效宽度系数有所 不同,随着材料名义屈服强度的提高,板的有效宽度系数增加·但 是并不明显。与冷成型构件中的板件相比,由于焊接造成的构件 的局部缺陷值和焊接残余应力使得焊接构件中板件的有效宽度系 数有明显下降。所以本规程将构件按成型方式分为两类:冷成型 和焊接.对每类构件中的板件给出相应的板件有效宽度系数曲线。 本规程中采用的两条曲线和现行国家标准《冷弯薄壁型钢结 构技术规范》GB50018中的有效宽度系数计算曲线对比见图8。

图8本规程中有效究度系数曲线与GB50018中曲线对比

5.7.1本条用于受弯构件的变形计算。

6.1.2根据南京工业天学试验研究,不锈钢角焊缝连接破环发生 在接近45有效截面处,与钢结构角焊缝破坏特征相似,可参考现 行国家标准《钢结构设计规范》GB50017中的强度计算公式。试 验中得到的正面角焊缝与侧面角焊缝强度接近,考虑到不锈钢焊 缝较小,受复杂应力的影响较大,不考虑利用正面角焊缝的强度提 高。角焊缝焊接工艺宜优先选用氩弧焊。 6.1.3本条参考现行国家标准《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB 50018制定。南京工业大学对电阻点焊承载力进行了试验研究, 单个电阻点焊承载力见表10。

表10单个电阻点焊的抗剪承载力设计值N

注:为相焊板件中较薄板件的厚度

受不锈钢材料极限强度远高于不锈钢材料名义屈服强度的影 响,表中数值明显大于现行国家标准《冷弯薄壁型钢结构技术规范》 GB50018中单个电阻点焊抗剪承载力设计值。考虑到本规程中材 料设计强度以名义屈服强度,为基准,为使承载力设计值相协调, 且使正常使用状态下变形可控,本规程偏于安全地采用与现行国家标 准《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018中一致的承载力设计值。

6.2.1本条明确应尽可能优先采用不锈钢紧固件,因目前还缺少 不锈钢高强度螺栓产品,特殊情况下可采用普通钢结构用高强度

6.2.1本条明确应尽可能优先采用不锈钢紧固件,因目前还缺少

6.2.1本条明确应尽可能优先采用不锈钢紧固件,因目前还缺少

螺栓,但应采用有效防护措施。在有可能被海水及其他腐蚀性介 质淹没的区域,不锈钢板和普通螺栓之间会通过该介质形成电化 学腐蚀,故在这种环境下,不充许采用高强度螺栓。

图9T形构件受拉螺栓连接

破坏模式I 破坏模式II 图10T形连接的破坏模型

破坏模式I:T形构件的塑性铰形成在腹板和翼缘连接处和 螺栓附近,使翼缘完全屈服,此时螺栓未达到极限抗拉承载力。该 模式下的极限承载力为:

4M,. Nb 1.Q1 br

破坏模式Ⅱ:T形构件的塑性铰形成在翼缘和腹板的连接处, 螺栓达到极限抗拉承载力。该模式下的极限承载力为:

2Mi.+bZN Nh V..Q2 b. + b)

破坏模式Ⅲ:螺栓受拉破坏。该模式下的极限承载力为:

N.Q = ZN! Lt,f M 且bz≤1.25b

折减系数与按现行国家标准《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB

表1I高强度螺栓摩擦型连接界面抗滑移系数试验

6.2.4高强度螺栓承压型连接可以采用经过耐腐蚀处理的高强 度螺栓。进行高强度螺栓承压型连接设计时,保守认为螺栓承压 承载力计算与普通螺栓相同.不考虑由于螺栓预拉力引起的连接 板承压承载力的提高

6.2.5除欧洲规范《欧洲钢结构节点设计规范》(EN199

7.1.1正确的材料选择是不锈钢结构应用成功的关键因素之一。 当材料选择不合理时,不锈钢结构也会发生腐蚀。选材时可以借 鉴该地区以往的材料使用经验·或者按照本规程条文说明中表3 初选不锈钢材料。另外,合适的表面处理方式(如精光、镀钛)也是 提高不锈钢防腐能力的一种有效措施。

当材料选择不合理时,不锈钢结构也会发生腐蚀。选材时可以借 鉴该地区以往的材料使用经验·或者按照本规程条文说明中表3 初选不锈钢材料。另外,合适的表面处理方式(如精光、镀钛)也是 提高不锈钢防腐能力的一种有效措施。 7.1.2根据环境条件合理设计的不锈钢结构,抗腐蚀能力很强 采用清理积灰等简单的维护措施即可。当检测过程中发现严重腐 蚀情况,应分析原因,优先改进表面处理工艺和构造措施,提高构 件的防腐能力;特殊条件下,可考虑更换防腐蚀能力更好的构件。 7.1.3当不锈钢板和低碳钢板进行螺栓连接时,宜采用图11构

7.1.2根据环境条件合理设计的不锈钢结构,抗腐蚀能力很强,

采用清理积灰等简单的维护措施即可。当检测过程中发现严重腐 蚀情况应分析原因,优先改进表面处理工艺和构造措施·提高构 件的防腐能力;特殊条件下,可考虑更换防腐蚀能力更好的构件。 7.1.3当不锈钢板和低碳钢板进行螺栓连接时,宜采用图11构 造措施,避免发生电化学腐蚀。

Ⅱ低碳钢板和不锈钢板螺栓连接示惠

当螺栓连接被海水或者其他腐蚀性液体浸泡时,板件之间、螺 栓与板件之间的缝隙缺氧,容易引发缝隙腐蚀,影响连接的耐久性 和安全性.故本规程在这种情况下不推荐采用螺栓连接。

7.2.5当不锈钢结构高温工作环境温度低于100C时,高温对结 构的影响主要为温度作用。在进行结构设计与分析中,应考虑热 膨胀效应的影响,不锈钢材料热膨胀系数、设计强度和弹性模量与 常温下相同,按本规程第3章取值。 7.2.6对于长时间处在100C以上的高温环境下工作的不锈钢 结构,在分析高温对其影响时,应同时考虑结构的热膨胀效应和高

7.2.6对于长时间处在100℃以上的高温环境下工作的不锈

表12高温环境下不锈钢的强度设计值和弹性模量折减系数

表中T为温度;n为高温环境下不锈钢材料的强度设计值与 常温下强度设计值的比值;X.为高温环境下不锈钢材料的弹性模 量与常温下弹性模量的比值。 当高温环境下的钢结构温度超过100℃时CECS 554-2018-T 智慧家居设计标准,对于依靠预应力 工作的构件或连接,应专门评估蠕变或松弛对其承载力能力或正 常使用性能的影响。

7.2.7本条参考国家现行标准《钢结构设计规范》GB50017

8.2.2在加工制作、处理、储藏、运输和安装的所有阶段,避免不 锈钢构件表面受到碳钢的污染是很重要的。这就是要防止碳钢的 吸附,它会引起表面锈蚀和染色。应采取措施防止这种污染。这 些措施包括使用有保证的加工场地,使用不锈钢专用工具,使用不 锈钢钢丝刷或毛刷。应避免使用碳钢起重滑车,例如链条、钩子和 条板。使用隔离材料或使用虹吸碗可防止铁的吸附。起重叉车的 叉子也应同样地进行保护。 与碳钢结构比较,要达到规定的不锈钢结构的尺寸是比较困 难的,因为不锈钢弯曲后的回弹倾向大,而且它的热膨胀系数较 高、导热率较低.因此,其允许公差一般比碳钢大。在进行连接详 细设计时,要考虑这些比较大的允许公差和拐角附近螺栓的间隙 量。但在目前没有相应国家标准的情况下,不锈钢结构件的制造 和安装应执行现行国家标准《钢结构工程施工.质量验收规范》GB 50205。 8.2.3不锈钢可以进行切断、成型和焊接。很多加工和连接工艺 与碳钢的工艺相类似,但是不锈钢的不同特性需要特别注意。最 主要的目的是保持钢的耐腐蚀性能,在所有阶段包括储藏、处理 成型和焊接,要保证对表面(即氧化膜)的机械损伤和其他的损伤 降至最小,保持良好的表面外观。 不锈钢可用标准的机械切割方法进行切割,包括剪切和锯切。 由于不锈钢加工硬化的缘故,切割机的动力要求要比切割同样厚 度碳钢大。热切割机(如等离子电弧)也可使用,特别是切割厚板 和型材。在材料厚度允许的地方激光切制是一种很有用的技术

专业的水喷射切割也可用于不锈钢。这些低热量输人或零热量输 入切割方法,在降低或消除切割复杂形状过程中产生弯曲危险方 面是很有益的。不应使用火焰切割法切割不锈钢。 8.2.5钻孔时,必须保持强切削,以避免加工硬化,要求锋利的 钻头和正确的倾角和正确的切削速度。不应使用圆头冲床,因为 这种作业会使表面硬化。奥氏体型不锈钢的冲孔厚度可达到 20mm。冲孔的最小直径要比板厚大2mm。在腐蚀环境中要避免 冲孔因为存在的缝隙可能会导致局部腐蚀

8.3.2不锈钢具有较高的热膨胀系数和较低的导热系数,所以焊 接变形控制比较困难,特别是奥氏体型不锈钢。下列措施有助于 控制焊接变形:尽量减小焊接范围;尽量减少焊缝的溶敷金属量 (例如,开双V字形坡口优于单V字形坡口):采用对称连接:设计 调节尺寸公差;使用有效率的紧固夹具;采用均匀排列的密集定位 焊接;焊前要确保有良好的设备和校准;采用最低的热量输入与所 选择的焊接工艺相匹配:使用匀称的焊接方法和适当的焊接顺序。

8.4储存、运输和安装

8.4.1本条是为了避免与碳钢接触的污染。不锈钢板材宜竖立 叠放,水平叠放时易被踩踏,也会有铁污染和表面划伤的危险

叠放,水平叠放时易被踩踏,也会有铁污染和表面划伤的

DB21/T 3177-2019 装配式建筑信息模型应用技术规程统一书号:1580242·815 定价:55.00元

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