王点军：GB50017-2017钢姑构设计标准疑难减析（6） GB50017一2017《钢结构设计标准》疑难浅析（6） 玉立军 （华诚博远工程技术集团，北京100052） WANG Lijun ( Huacdhumgboyuan Engineering Technology Geoup Beijing 100052 China) DOI:10.13206/j-gig201906023 16温度区段（第3.3.5条） 除了纵向支撑的位置，结构体系和屋面结构形 表1（钢标中表3.3.5）给出了 式也影响温度区段的长度.
上述单层厂房每福排架 段长度值 即在限值内，可不考虑温度变化对结构 （刚架）之间的屋面采用擦条体系，面内刚度弱，有 利于温度应力的释放.
故表1不适用于诸如屋面采用拱行架体系网 表1温度区段长度值 架体系等面内刚度大的单层保结构体系 银向湿度区段 横向调度区段 结构情况 （垂直屋架或 （沿屋架或构架跨度方向） 关于单层钢结构厂房温度区段的设置问题，魏 构架跨度方向） 柱顶为刚接 柱项为较接 明钟有过全面的论述，下面做一个简略介绍.
采暖房屋和非采 220 120 150 16.1影响温度应力的因素 暖地区的房屋 16.1.1温差取值 热车间和采暖地 180 100 125 区的非采暖房屋 温差的取值有两种观点： 露天结构 120 一是取安装时月平均温度与使用时最不利温度 围护构件为金属 压型钢板的房屋 250 150 150 之差.
如不能确定安装时间，安装温度可取最热月 平均温度或最冷月平均温度.
在寒冷地区，一般气 表1是多年来单层厂房工程实践的总结，它仅 温在-15℃以下就不会进行室外安装作业，因此最 适用于特定类型的单层钢结构厂房.
冷月平均混度可取不低于-10°℃.
这里的单层厂房是指沿厂房横向，钢柱柱底与 二是认为结构安装后，要经过几次温度伸缩的 基础刚接，屋架与柱顶接的排架结构，或柱底与基 反复其连接才能稳定下来，因此温差取使用阶段最 瑞刚接或按接，柱顶与屋架或屋面梁刚接的刚架结 不利的温度变化而可不考虑安装时的温度 构.
厂房纵向为支撑结构，即纵向水平力由支撑承 1）非采暖车间.
担，无支撑的粱柱部分具承受经向有致 非采暖车间的室内温度与室外气温相差不大， 沿厂房纵向的柱间支撑，要求设在纵向的中间 而钢构件温度又几乎是周围空气温度，所以使用时 部位.
这与民用建筑的支撑设置法不同.
后者的多 的最不利温度可取为室外空气的最高或最低温度.
高层建筑，楼板为混凝土楼板符合平面无限刚假定， 钢结构厂房跨数不多但较高，厂房柱在风荷载 要控制结构的扭转，支撑通常设在端部.
单层厂房 作用下的内力较大.
若只有最高温度应力面无最大 风载，厂房一般是安全的.
所以只有在最大风载作 通常采用轻型屋面，各柱列基本上表现为独立工作 独立承担纵向水平荷载，不存在考虑结构整体作用 用下同时又是较大温差时，结构达到最不利状态 因此，对于非采暖车间，使用时的最不利温度可近似 控制扭转变形问题.
而此时为延长温度区段长度， 温度应力将是重点.
将支撑设在中部可大大降低温 作者；王立军，男，1963年出生，博士，教授级高级工程师.
度应力作用.
Email : 139012129660 xira.cn 收稿日期;20190405 Steel Csmstruction. 2019 (6) Val. 34 No. 246 117
设计论坛 取年最大风速时的月最高或最低气温 16.1.3温度变形的损失 根据气象原理， 由水平钢构件纵向伸缩引起的柱水平变形将由 风时 于下列原因而有所损失.
气温资料表明，由于年最大风速时的最高、最低 水平构件与柱的连接越不紧密，变形损失越大.
气温变化幅度比极端气温的变化幅度小得多，两种 2) 方法的温差取值接近.
北方地区，取35-45℃；中 水平构件刚度越小，引起的变形损失就越大.
部地区，取25-35℃；南方地区，取20-25℃.
3） 和柱间 支撑的弹性抵抗 2）采暖车间.
经实测，并参考国内外资料，建议吊车梁的变形 采暖车间处于北方寒冷地区，室内温度变化小， 损失宜取理论值（按温差的计算值）的30%-50%.
冬季室内采暖温度在12-16℃.
与非采暖车间相 4）样脚为单件最固时温城应子的损装 比，可认为其温差更小，可取25-35°℃.
沿厂房纵向，由于柱脚截面较小，考虑柱脚的弹 3）热车间.
性转动、锚栓的弹性伸长以及基础顶面的弹性压缩 热车间温度不均匀，计算温差应略高于普通车 等原因，柱脚处的温度应力损失可按30%考虑：沿 间，可取40℃左右.
厂房横向，柱脚截面较大，上述影响较小，柱脚处的 4）露天栈桥.
温度应力损失可按10%考虑.
荷载对 5） 品度成 大风同时考虑 考虑露天受太阳辐射的影响，夏季 文献[1]采用旧的荷载组合和容许应力法考虑 构件向阳面温度高，背阴面温度低.
经热工计算， 温度应力许用值.
温度药比室 气温度高 温度应力的许用值为20MPa，对于Q235的容 此数据由重庆建工学院建筑物理教研室陈答 许应力相当于12%，对Q355的容许应力相当于 高教授提供）.
故露天栈桥的计算温差值，北方地 8%.
即当温度应力不大于20MPa时，可不考虑温 区可取55-60℃，南方地区可取45-50℃.
度应力的影响.
16.1.2温度变形不动点位置 16.2温度应力的计算 厂房纵向，如果结构沿全长对称布置（图la、 16.2.1露天栈桥柱 图1b），由于温度内力是自平衡的，温度变形的不动 柱脚处温度应力为： 点在全长的中点.
rpM b 0 = =1.5SaE 6 L 2/ HH (1) 取温度变形损失系数S=0.6，柱脚处温度应力 损失系数y=0.7，则： 0 = 15.9 6 L HH (2) 16.2.2单层厂房纵向 柱脚处温度应力为： =21 p.W 5 = 0.5xEK 5L HH (3) 取柱脚处温度应力损失系数y=0.7，则： α = 8.82K b HH (4) 式中：K为A=a/h及n=1/1的函数.
16.2.3单层厂房横向 L = f E 柱脚处温度应力为： M C 图1温度变形的不动点位置 0.= = 0.5SaEK c L 21 HH (5) 118 钢姑构2019年第6期第34卷芯第246期
王主军：GB50017-2017（钢结构设计标准）凝难浅析（6） 取温度变形损失系数S=0.85（横梁与柱顶刚 600 接）或0.7（横梁与柱顶较接），柱脚处温度应力损失 系数r=0.9，K=3.5（横梁与柱顶刚接）或2.5（横 梁与柱顶较接），则： 400 柱顶刚接： 0 =37.1 BL (6a) 200 HH 180 100 柱顶较接： 南、中部北采现北方非采线 采暖车间 热车间 0 =37.1 BL (6b) 20 30 an 35 40 HH 16.3温度区段的免许长度 图3单层厂房纵向温度区段长度 16.3.1允许长度的计算 柱顶刚接： L = 10.78 HH (9a) 柱顶铰接： 1）露天栈桥.
L = 18. 34 HH (9b) 温度变形不动点在中央时，温度区段允许长 度为： 设H/B=13.5 得L曲线如图4、图5.
可以看 HH 出，当柱高较小时，采用17钢标的长度限值，温度应 I = 25. 2 (7) 力可能超过允许值20MPa.
一般情况，露天栈桥的温差为△=45-60°℃， 柱高H=6-20m H/b=18-30.
图2为H/b=24 300 r 时的L曲线，17钢标的规定值为水平线，当柱高较 200 大时偏于保守，柱高较小时温度应力可能超过允许 值20 MPa.
100 300 采暖车间 P-20 m 200 20 25 30 35 40 120 图4横向调度区段长度（柱顶刚接） 100 45 50 ar"c 图2露天栈桥为纵向竭度区段长度 2）单层厂房纵向.
100 min 100 温度变形不动点在中央时，温度区段允许长 度为： 【海中 深暖车间 5车间 1HH 20 25 AR'C 30 35 4) L = 45. 4- 15 K 6 (8) 式中：取A=0.3 n=0.14，取H/b=32.5得到L曲线 图5横向调度区段长度（柱顶较接） （图3）.
可以看出，当柱高较小时，采用17钢标的 本文对于钢结构温度应力的研究虽然来自单层 长度限值，温度应力可能超过允许值20MPa.
钢结构厂房，但其一些共性的结论对其他类型的钢 3）单层厂房横向.
结构也有借鉴作用.
如考虑柱脚弹性嵌固的温度变 Steel Construction. 2019 (6) Vol. 34 No. 246 119
设计论坛 形引起的温度应力损失，可以参照沿厂房纵向按 1)施工条件较差的高空安装焊缝和锦钉连接.
30%考虑、沿厂房横向按10%考虑的结论作为其他 当安装的连接部位离开地面或楼面较高，面施工时 钢结构设计时的参考.
又没有临时的平台或吊筐设施等，施工条件较差，焊 缝和锦钉连接的质量难以保证，故其强度设计值需 17弯矩调幅设计 乘以折减系数0.90.
2）无垫板的单面施焊对接焊缝.
一般对接焊 的结构（具体现定见第10.1.1条） 缝都要求两面施焊或单面施焊后再补焊根.
若受条 类似混凝土结构，钢结构的弯矩调幅仅限于竖 件限制只能单面施焊，则应将坡口处留足间原并加 向荷载.
梁端部调幅的弯矩要加到梁跨中位置，钢 梁调幅幅值最大为20%（17钢标表10.2.2-1），水 证焊满焊件的全厚度.
当单面施焊不加整板时，焊 平力（风地震）产生的弯矩不应调幅，柱增弯矩不 缝将不能保证焊满，其强度设计值应乘以折减系 参与调幅.
数0.85.
弯矩调幅设计时，梁的抗剪强度应符合下式： 3）沉头和半沉头铆钉连接.
沉头和半沉头领 V≤hf (10) 钉与半圆头铆钉相比，其承载力较低，特别是其抵抗 调幅的塑性铰部位梁截面的强度计算应符合 拉脱时的承载力较低，因而其强度设计值要乘以折 10.3.3的要求，即： 减系数0.80.
1）轴压比应符合： 第7.6.1条规定，桁架的单角钢腹杆，当以一个 N ≤ 0.6A (11) 肢连接于节点板时（图6），除弦杆亦为单角钢，并位 2）抗弯计算符合式（12）要求： 于节点板同侧者外，应符合下列规定： M ≤ y WJ 1）轴心受力构件的藏面强康应按本标雅申式 (N/A/ ≤ 0. 15)(12a) （0.1.1=1）和式（7.11-2]错算，但装度设计值应 M ≤ 1. 15(1 - N/A_/) Wf 乘以折成系数185 (N/A_f > 0. 15)(12b) 2）受压构件的稳定性应按下列公式计算： 3）V>0.5hf，由2）验算抗弯承载力时，腹 N 板强度设计值f可折减为（1-p）f，p按式（13）计算： mAf ≤ 1. 0 (14) p=（h5. 2V 1)² (13) 等边角钢： = 0.6 0. 001 5A (15a) 短边相连的不等边角钢： 18强度折减（第4.4.5条，第7.6.1条） = 0. 5 0. 002 5A (15b) 第4.4.5条指出，焊缝的强度指标应按表 长边相连的不等边角钢： 4.4.5采用并应符合下列规定：计算下列情况的连 r = 0.7 (15c) 接时，表4.4.5规定的强度设计值应乘以相应的折 式中：入为长细比，对中间无联系的单角钢压杆，应 减系数：几种情况同时存在时，其折减系数应连乘： 按最小回转半径计算，当A<20时，取入=20；为折 1）施工条件较差的高空安装焊缝应乘以系 减系数，当计算值大于1.0时取为1.0. 数0.9: 2）进行无垫板的单面施焊对接焊缝的连接计 算应乘折减系数0.85 第4.4.7条规定：锦钉连接的强度设计值应按 表4.4.7采用，并应接下列规定乘以相应的折减系 图6角铜的平行轴 数，当下列几种情况同时存在时，其折减系数应 第7.6.1条文说明： 连乘： 桁架的单角钢腹杆，若腹杆与弦杆在节点板同 1）施工条件较差的朗钉连接应乘以系数0.9： 则（图7），偏心较小，可不考虑这一折减 2）沉头和半沉头铆钉连接应乘以系数0.8 1）强度计算. 单面连接的单角钢是双向偏心 第4.4.5、4.4.7条文说明： 受力构件，若按轴心受力构件计算，要对强度进行折 120 钢结构2019 年第6期第34卷总第246期 王军：GB50017-2017钢结构设计标准）凝难浅析（6） 表2轴心受力构件节点或拼接处危险截面 有效截面系数 构件藏面形式连接形式 单边连接 0.85 1-弦杆；2-腹杆;3-节点板 黄缘连接 0.09 图7腹板与弦杆的同侧连接 工字形、 减，折减系数可取0.85. H形 I 2）稳定计算. 单面连接的受压单角钢是双向 腹板连接 0.70 压弯构件. 为计算简便起见，习惯上将其作为轴心 受压构件来计算，并用折减系数考虑双向压弯的 响. 角钢取有效截面系数y=0.85，是 不均匀传力 的结 第7.1.3条规定，轴心受拉构件和轴心受压构 果，而7.6.1第一款单角钢单面连接取强度设计值 件，当其组成板件在节点或拼接处并非全部直接传 折减系数0.85是信冒力的结果，西者馨售不是 力时，应将危险截面的面积乘以有效截面系数不 一个事情，应影别并商时著票 同构件截面形式和连接方式的n值应符合表2（钢 综上，需要注意的是，当几种情况同时存在时， 标中表7.1.3）的规定. 其折减系数应连乘. 第7.1.3条文说明： 有效想面系数考虑了 参考文献 尊切滞局 [1]魏明钟单层厂房钢结构温度应力和温度区段长度的探讨 需要说明的是，表2的角钢图例中单边连接单 [R].重庆：重庆建筑工程学院科技情报科 1983：6. 会讯 为了进一步交流纤维复材最新研究成果和应用进展，促进纤维复材在工程建设领域应用的研究及技术推广，提高我国在 该领域的科学研究和工程应用水平，中国工程院土木、水利与建筑工程孕部和中冶建筑研究总院有限公司将联合主办“2019 中国土木工程纤维增强复合材料高峰论坛暨第十一届全国建设工程FRP应用技术交流会”. 本次会议将于2019年9月 19一21日在上海召开. 会议将邀请本领域的如名专家作专题报告，欢迎从事纤维复材土木工程研究及应用的相关研发、教 学、设计、施工、监理、检测等人员参会，并欢迎相关单位参加成果展示及产品展览. 本次会议将围绕以下方向进行交流： 纤维复材及其制品：新型纤维复材与制品、纤维复材及其制品的力学性能纤维复材及其制品的长期服役性能等. 纤维复材在新建结构中的应用：包括纤维复材增强混凝土结构、全纤维复材结构纤维复材组合结构、智能纤维复材结 构等. 纤维复材在结构加固中的应用：包括纤维复材加固新技术、纤维复材加固混凝土/钢/研体/木结构预应力纤维复材加固、 纤维复材加固施工工艺与检测技术等. 其他：包括纤维复材在土木工程其他领域的创新性探索性应用相关技术标准介细等. 秘书：胡期13801932134 王彬13581885746 会议箱：frp_11@ 163. Steel Construction. 2019 (6) Vol. 34 No. 246 121
