王立军：GB50017-2017《钢结构设计标准》疑难浅析（9) GB50017一2017《钢结构设计标准》疑难浅析（9) 王立军 （华诚博远工程技术集团，北京10052） DISCUSSION ON STANDARD FOR DESIGN OF STEEL STRUCTURES GB 500172017(9) WANG Lijun ( Huachmglxoyuan Engineering Techmology Gnup Beijing 100052 China) DOI:10.13206/j-gig201909017 25半刚性连接（第5.1.4条） 矩阵[K]求逆的推导过程如下.
第5.1.4条：框架结构的梁柱连接宜采用刚接 运动方程为： 或较接.
梁柱采用半刚性连接时应计入梁柱交角 V{1]-={Vy]{V]{V] 变化的影响在内力分析时应假定连接的弯矩-转 (1) 角曲线并在节点设计时保证节点的构造与假定的 式中[M]为质量矩阵[C]为阻尼矩阵[K]为刚 弯矩-转角曲线符合.
度矩阵；{△u}为结构位移增量矩阵；ii.
为地面运 图1中的梁柱端板连接为半刚性连接梁柱产 动加速度增量.
生相对转角 由式（1）解得： {△}=[K]-{△F} (2) 其中[K]=[K] 28 [C] βr [M] {△F} = [M K 1} △i.
[M ] 半刚接 可见，[K]与[K]有关，故对[K]求逆就需对 [K]求逆.
校接 25.2显式方法 显示方法要求积分步长短，直接求解耦联方程 图1半刚性连接 组而无需进行平衡选代不需进行刚度矩阵求逆因 而不存在收敛性问题常用的方法有中心差分法.
半刚性连接的M-关系属于非线性问题需采 中心差分法在n步列平衡方程中求解u不需 用非线性数值直接积分方法进行矩阵方程的求解.
对刚度矩阵[K]求逆，只需对[M]和[C]求逆-其 非线性数值方法分隐式和显式两种方法.
中，[M]为对角阵，[C]可以表示成[M]的瑞雷阻尼 25.1隐式方法 形式计算结果偏于安全此时不需求逆，可以直接 隐式方法积分步长较大，但每步内需进行选代 解耦求解矩阵方程.
求解耦联方程组并需进行刚度矩阵求逆因而存在 {u）=[K]-{F} (3) 收敛性问题，常用的方法有Newmark-β法、Wilson 0及由此发展的Newton-Raphson法和弧长法.
作者：王立军男，1963年出生博士教握级高级工程师.
Emil: 13901212966e inma. 采用Newmark-β法求解位移项△a时对刚度 收稿日期：2019-08-25 Steel Construction. 2019 ( 9) Vol. 34 No. 249 101 ?1994-2019 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. .cnki.net
设计论坛 其中F=-[MK1}i-{Q.} [M]- 27焊缝强度（第4.4.5条） 表4.4.5给出了焊缝的强度指标其中焊缝强 1 度设计值的采用原则见条文说明表7.
(2{u}-{u}) = 2△ [C Hu-1} 从中可见：对接焊缝的抗压强度设计值取母材 1 ][C]=α[M] 抗压强度设计值，即/=抗拉强度设计值，一、二 [K]= 2△“ [c] [M] 级焊缝取母材抗拉强度设计值，即f=f.三级取母 式中：α为结构瑞雷阻尼系数；i.
为地面运动加速 材抗拉强度设计值的0.85，即/=0.85/抗剪强度 度；{u}为结构位移矩阵.
设计值取母材的抗剪强度设计值，即f=f.对接 从图2可见，[C]采用[M]的瑞雷阻尼形式，阻 焊缝强度设计值用于全熔透对接焊缝和全熔透对接 尼比低于全瑞雷阻尼形式，结构地震反应计算结果 与T形连接组合焊缝的计算.
偏大（偏于安全）.
角焊缝的抗拉、抗压和抗剪设计值取对接焊缝 抗拉强度的0.38（f=0.38f，Q235）或0.41 （f²=0.41/Q345、Q390、Q420、Q460).
角焊缝强 度设计值用于部分熔透对接焊缝、部分熔透对接与 T形连接组合焊缝、角焊缝（包括圆形塞焊焊缝、圆 孔或槽孔内角焊缝）的计算.
体系周期 疑难浅析问题讨论 图2瑞雷阻尼 问题：角焊缝的抗剪强度设计值（板厚不大于 16 mm、Q345时抗剪强度设计值为200MPa)为何 26板件宽厚比等级的修正（第3.5.1条） 高于对接焊缝的抗剪强度（Q345时为175MPa）？
表3.5.1注5给出了S5截面当应力小于f时， 答：角焊缝的抗剪强度设计值对应着对接焊缝 的抗拉强度/=0.41=0.41×480=200MPa;对接 可能按S4截面采用的计算方法 焊缝的抗剪强度设计值对应着母材的抗剪强度设计 弹性截面的板件宽厚比计算式为： 值f=f=175MPa.两者相比，前者大.可见对 Kπ²E KπE 接焊缝属于等强连接，由于焊缝强度远高于母材强 √12（1-v²）12（1-v²）f √ 度杆件受力破坏发生在母材，所以对接焊缝强度 (4) 与母材一致再提高也没有意义.
角焊缝是局部焊 即当S5截面的最大应力小于f，时，可采用 缝计算的是焊缝本身的承载力与母材没有关系， 由此焊缝强度取焊缝本身的强度.
修正因子e.
=√f/a对板件宽厚比进行修正.
参考文献 当修正后的板件宽厚比小于或等于S4截面的板件 [1]中华人民共和国住房和城乡建设部钢结构设计标准：CB 宽厚比时可按S4截面考虑.
50017-2017[S].北京：中国建筑工业出版社2018. （上接第82页） 进行分析缺少统计意义因而，该问题还有待在截 [3]中华人民共和国交通运输部公路钢结构桥梁设计规范：JTC 面尺寸、类型、受力状态等方面加以完善和补充：同 D64-2015[S].北京：人民交通出版社2015. 时建议从稳定理论、有限元和构件试验等层面进行 [4]国家铁路局.铁路桥梁钢结构设计规范：TB1009]-2017[S]. 拓展和深入相信不久的将来随着分析手段的进步 北京：中国铁道出版社2017. [5]中华人民共和国住房和城乡建设部.建筑结构荷载规范：GB 和行业内专业素养的提升，各个规范差异化的问题 50009-2012[5].北京：中国建筑工业出版社2012. 一定会得到合理解决.
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