设计论坛 GB50017一2017《钢结构设计标准》疑难浅析（4) 王立军 （华诚博远工程技术集团北京100052） WANG Lijun ( Huachengboyun Engineering Technobgy Gnup Beijing 100052 Chin) DOI: 10. 13206/j-gig201904023 10桁架杆件的次弯矩（第5.1.5条第8.5.1条） 力应力之比不超过20%时，可按式（1）计算超出 第5.1.5条规定桁架杆件的轴力计算可采用 时应考虑次弯矩的影响按式（2）计算.系数α、β 节点铰接；采用节点板连接杆件截面为单角钢、双 取值见表1. 角钢或T形钢时，可不考虑节点刚性引起的弯矩效 应：钢管相贯节点主管节间长度与截面高度或直径 表1系数ar和β 之比不小于12、支管杆间长度与截面高度或直径之 杆件熊面形式 H形截面捷板位于桁架平面内 β 比不小于24时，可视为铰接节点；H形或箱形截面 0.85 1. 15 H形截面腹板垂直于桁架平面 0.60 1.08 杆件的内力计算宜符合本标准第8.5节的规定.
正方箱形截面 0. 80 1. 13 03钢规第8.4.5条规定，由节点板连接的桁 次弯矩下压杆稳定性计算应按8.2节压弯杆件 架，当杆件为H形、箱形等刚度较大截面高度与其 进行 几何长度（节点中心间的距离）之比大于1/10（对弦 杆）或大于1/15（对腹杆）时，应考虑节点刚性所引 11屈曲约束支撑（BRB）（第17.2.4条） 起的次弯矩.
可见杆件的线刚度I/L对次弯矩的 屈曲约束支撑作为框架-支撑结构的一种支撑 影响大如用h/L表示因各截面类型I/L与h/L的 类型有着其他支撑无法比拟的优势，BRB的设计 关系不一致，造成了上述钢管和H形截面的要求 方法可参见JGJ99-2015高层民用建筑钢结构技 不同- 第8.5节规定，杆件截面为H形或箱形的桁 术规程》附录E“屈曲约束支撑的设计”（简称高钢 规附录E).
作为一种产品这里对BRB的设计要 架应计算节点刚性引起的弯矩（次弯矩）.
此时杆 求应理解为其应用于结构的要求，而不仅限于 件端部截面的强度计算可考虑塑性应力重分布.
高层钢结构.
第8.5.2条进一步规定杆件截面为H形或箱 11.1设计 形的桁架板件宽厚比满足S2级时截面强度按下 1)BRB设计承载力.
列公式计算： 高钢规附录E公式（E.2.2）： N MA ≤ 0.2 （1) N = Af (3) A 设计承载力为BRB的弹性承载力由于静载、 N ≤e= MA (2) 风载与多遇地震设计.
后面的公式均来自高钢规附录E.
拉杆和短粗的压杆在次弯矩和轴力共同作用 2)BRB屈服承载力.
下杆端可能会出现塑性较，之后，轴力可增大至 N=Af，-从工程角度，弯曲次应力不宜超过主应力 作者：王立军男1963年出生博士教授级高级工程师.
Email: 13901212966e sina.cn 的20%否则桁架变形过大.
因此当弯矩应力与轴 收稿日期: 20190405 120 (C)194-2019 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights rescrved. .cnki.net
王立军：GB50017-2017《钢结构设计标准》疑难浅析（4） N =nfA (4) 12.1轴心受压 超强系数，考虑了实际供货的屈服强度与屈 17钢标第7.2.3条给出了格构式轴压杆整体 服强度标准值的超强BRB按N供货.
稳定的计算方法.
因剪切变形的影响对虚轴应采 3)BRB极限承载力.
用换算长细比.
第7.2.4条要求缀条柱分肢长细比 N =N (5) 入不大于格构柱两个方向长细比较大值入的 N考虑了钢材的应变硬化并考虑了受压承 70%是为保证分肢在虚轴方向的承载力大于格构 载力大于受拉承载力的情况用于BRB的节点和连 柱两个方向上的整体承载力.
不满足时应验算分 接设计.
肢在虚轴方向上的稳定.
4)BRB连接承载力 12.2偏心受压 N = 1. 2Nm (6) 第8.2.2条给出了弯矩绕虚轴作用的偏心受压 N.用于BRB连接设计1.2为超强系数.
格构柱的整体稳定计算方法.
式（8.2.2-1）为平面 5) BRB欧拉临界力.
内的整体稳定计算式，平面外的整体稳定由较不利 N ≥ N ( 7a) 的受压力较大分肢的整体稳定来保证.
该分肢进行 N==²（aE，1KE，1.）/L²（7b) 平面内（沿虚轴）稳定性计算时，长细比入，对应的计 式中：N为内芯外管两部分欧拉临界力之和.
算长度取缀条间距I；平面外（沿实轴）稳定性计算 考虑此时内芯已屈服，其弹性模量取强化阶段 时长细比入对应的计算长度取柱侧向支撑点的 的值aE（α=0.02-0.05）故第一项数值较小-因 距离.
此对外管的要求为其欧拉临界力大于内芯的极限 12.3案例 承载力.
煤棚结构体系采用立体拱桁架，如图1所示.
11.2试验 Y 1)两组试验- a.组件试验：考察连接的承载力，验证BRB作 为整体的滞回性能 b.单轴试验：检验BRB内芯外管在拉压反复荷 载下的滞回性能.
2）加载循环中核心单元屈服后最大拉压承载 力均不低于屈服荷载且最大压力与最大拉力之比 不大于1.3. 3）组件试验加载举例.
屈曲约束支撑的试验加载应采取位移控制对 组件试验时控制转动位移.
a.构件轴向屈服变形所对应的转角位移下：3 圈（取构件达到屈服点时对应的层间位移角）： 图1煤棚结构 b.1/3罕遇地震层间位移角对应的转角位移 拱桁架截面为3根圆管，上部2根、下部1根 下：3圈（层间位移角0.27%）： （这种布置方法主要是考虑拱桁架以截面上部受 c.2/3罕遇地震层间位移角对应的转角位移 压、下部受拉为主），由此组成格构式压弯构件-这 下：3圈（层间位移角0.54%）； 个构件应验算沿横向桁架平面内、外的整体稳定性.
d.1倍罕遇地震层间位移角对应的转角位移 平面内的整体稳定性①按17钢标式（8.2.2-1）计 下：3圈（层间位移角0.80%）： 算，计算长度为弧形三管桁架的等效长度，平面外 e.1.5%层间位移角对应的转角位移下：3圈； 的整体稳定由分肢稳定性来保证此时只要计算两 f.2%层间位移角对应的转角位移下：3圈 个钢管组成的压肢轴心受压稳定性即可.
两个钢管 压肢组成的轴压构件要计算其双向稳定性其沿横 12格构式构件稳定计算（第7.2.3条第8.2.2条） 向桁架平面内的稳定性②计算长度为腹杆间的距 这里仅讨论缀条式格构柱.
离.
沿横向桁架平面外的稳定性按双肢格构式构件 Steel Construetion. 2019 ( 4) Vol. 34 No. 244 121 (C)1994-2019 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights rescrved. .cnki.net
设计论坛 计算双肢整体稳定性③计算长度取侧向支撑点 N ""g （纵向桁架）间的距离 (9) 由此可见上述拱桁架的计算包括①一③的内 容，目前的有限元软件只计算了压杆单肢的稳定性， 更为详细的解释见03钢规第5.2.2条的条文 即②这显然是不够的.
以这样的计算结果进行结 说明.
果整体屈曲分析可能会出现①和③对应的杆件屈 GB50018-2002C冷弯薄壁型钢结构技术规 曲的情况.
范简称“薄钢规”）实腹式和格构式压弯杆件稳定 综上采用计算长度法进行结构稳定计算具有 计算式分别为： 不确定性建议对上述介于平面和空间之间的拱桁 N β M ≤f （10a) 架采用直接分析法进行结构的稳定计算.
p A 需要说明的是，上述示例过程仅为说明格构式 构件的计算方法.
实际上，截面下部的一根圆管也 N β. M 可能受压此时计算方法应随之调整.
A N (10b) 4）格构式压弯杆件整体稳定性公式讨论.
W 17钢标第8.2.2条给出格构柱平面内稳定性 式（10a）、式（10b）对应“薄钢规”中的式 计算式为： （5.5.2-1）、式（5.5.8），可见“薄钢规"也是按构件 N B.. M 截面边缘屈服准则建立的稳定公式.
p.Af ≤1.0 (8) 故这里17钢标的做法似有不妥03钢规的公 式（5.2.3）更合适一些.
其中W=1./y 式中：为由虚轴到压力较大分肢的轴线距离或者 疑难浅析（3）问题讨论 到压力较大分肢腹板外边缘的距离，二者取较大 问题1：第5.4.2条二阶效应系数按5.1.6条计 者mm. 算时要不要考虑假想水平力的影响？
式（8）将03钢规的系数.改为1.0理由见17 答：不用考虑.
二阶效应系数表示结构的稳定 钢标第8.2.2条的条文说明“本条对原规范公 特性，为屈曲因子的倒数.
式进行了修改原公式是承载力的上限尤其不适用 问题2:钢标公式5.2.1-2中的G规范中说是 .≤0.8的格构柱”.
重力荷载设计值这个设计值是1.2恒1.4活么？
然而，17钢标格构柱的计算仍沿用03钢规的 答：是.
边缘屈服准则（见上面y.
的计算）.
03钢规关于格 构柱平面内稳定性的计算正是基于这一准则其稳 参考文献 定计算式为： [1]陈绍番，钢桁架的次应力和极限状态[J].钢结构，2015，20 (4) : 14. 中文学术期刊钢结构》文种变更为中英文 经国家新闻出版署审批中文学术期刊《钢结构》文种变更为中英文杂志的国内统一连续号由 CN11-3899/TF变更为CN10-1609/TF，《期刊出版许可证》期刊名称登记为钢结构（中英文）》.
其他登记 事项不变.
《钢结构（中英文）》将于2019年5月正式出版.
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《工业建筑》杂志社有限公司 20190410 122 钢结构2019年第4期第34卷总第244期 (C)194-2019 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights rescrved. .cnki.net
