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4 4,設(shè)計(jì)指標(biāo)和設(shè)計(jì)參數(shù)4、4 1 本條為強(qiáng)制性條文.對(duì)于鋼材強(qiáng)度的設(shè)計(jì)取值,本次修訂在大量調(diào)研和試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,新增了Q460鋼材。鋼材強(qiáng)度設(shè)計(jì)值按板厚或直徑的分組,遵照現(xiàn)行鋼材標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修改，對(duì)抗力分項(xiàng)系數(shù)作了較大的調(diào)整和補(bǔ)充、1 調(diào)研工作的內(nèi)容、為配合,鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn).修編、確定各類鋼材抗力分項(xiàng)系數(shù)和強(qiáng)度設(shè)計(jì)值.調(diào)研和試驗(yàn)工作包括以下五個(gè)方面、1。收集整理大型工程如中央電視臺(tái)新址工程 國(guó)貿(mào)三期 國(guó)家游泳館 深圳證券大樓。石家莊開元環(huán)球中心。錦州國(guó)際會(huì)展中心、新加坡圣淘沙名勝世界等所用鋼材的質(zhì)檢報(bào)告和鋼材的復(fù)檢報(bào)告,其中包括Q235。Q345 Q390.Q420和Q460鋼、鋼材生產(chǎn)年限從2004年到2009年,厚度范圍為5mm 100mm。少量為100mm。135mm,數(shù)據(jù)既包括力學(xué)性能,還包括化學(xué)元素含量等，總計(jì)為14608組.2，從鋼材生產(chǎn)廠舞鋼、湘鋼.首鋼，武鋼 太鋼 鞍鋼.安陽 新余.濟(jì)鋼,寶鋼征集指定鋼材牌號(hào)、規(guī)定鋼板厚度的拉伸試件,板厚范圍為16mm、100mm，牌號(hào)為Q345，Q390.Q420和Q460鋼 集中后統(tǒng)一由獨(dú)立的第三方進(jìn)行試驗(yàn),在人員.設(shè)備和方法一致的條件下、獲得公正客觀的數(shù)據(jù)。力學(xué)和化學(xué)分析數(shù)據(jù)合計(jì)為557組，3、對(duì)影響材性不定性的試驗(yàn)因素,如加載速度和試驗(yàn)機(jī)柔度.進(jìn)行系統(tǒng)的測(cè)試分析，以3種牌號(hào)鋼材。3種板厚 3種加載速度.2種剛度的試驗(yàn)機(jī)為試驗(yàn)參數(shù)，共進(jìn)行245件試驗(yàn),4，通過十一家鋼結(jié)構(gòu)制造廠。安徽鴻路,安徽富煌。江蘇滬寧，上海寶冶。寶鋼鋼構(gòu)，浙江恒達(dá),東南網(wǎng)架，杭蕭鋼構(gòu)、二十二冶 鞍鋼建設(shè).中建陽光。測(cè)定鋼廠生產(chǎn)的鋼板。型鋼和鋼結(jié)構(gòu)廠制作構(gòu)件的厚度和幾何尺寸偏差.共計(jì)25578組,進(jìn)行截面幾何參數(shù)不定性統(tǒng)計(jì)分析.5，其他試驗(yàn)及統(tǒng)計(jì)分析、如延伸率，屈強(qiáng)比 裂紋敏感性指數(shù)和碳當(dāng)量.硫含量及厚度方向斷面收縮率等、獨(dú)立的第三方試驗(yàn)數(shù)據(jù)和工程調(diào)研數(shù)據(jù)相互印證，能夠反映我國(guó)鋼材生產(chǎn)的真實(shí)水平 在各鋼材牌號(hào),厚度組別一致時(shí).二者的屈服強(qiáng)度平均值 標(biāo)準(zhǔn)差.統(tǒng)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)值接近.可以以工程調(diào)研和獨(dú)立試驗(yàn)的組合數(shù)據(jù)作為鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)確定抗力分項(xiàng)系數(shù)和強(qiáng)度設(shè)計(jì)指標(biāo)的基礎(chǔ)、2。鋼材力學(xué)性能統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果,本次鋼材力學(xué)性能數(shù)據(jù)和此前各次相比,其統(tǒng)計(jì)分布情況有新的變化。且更為復(fù)雜、各牌號(hào)鋼材質(zhì)量情況如下.1,Q235鋼的屈服強(qiáng)度平均值比1988年統(tǒng)計(jì)有明顯增加 但其標(biāo)準(zhǔn)差卻成倍增加。屈服強(qiáng)度波動(dòng)范圍加大，統(tǒng)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)值變化不大,整體質(zhì)量水平比以前稍有下降,2,Q345鋼在板厚小于或等于16mm時(shí)。屈服強(qiáng)度平均值比舊統(tǒng)計(jì)值稍有增加 波動(dòng)區(qū)間增大.統(tǒng)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)差略增、計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)值反而有些下降 當(dāng)板厚大于16mm且不超過35mm時(shí)，屈服強(qiáng)度平均值、標(biāo)準(zhǔn)差，標(biāo)準(zhǔn)值與原統(tǒng)計(jì)值十分接近 基本符合,低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼,GB、T，1591、1994標(biāo)準(zhǔn)要求。也接近，低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼、GB.T，1591、2008標(biāo)準(zhǔn)要求 板厚在大于35mm且不超過50mm時(shí).屈服強(qiáng)度平均值，標(biāo)準(zhǔn)值已超過。低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼 GB、T，1591.1994標(biāo)準(zhǔn)，接近，低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼 GB T，1591、2008標(biāo)準(zhǔn)要求,當(dāng)板厚大于50mm且不超過100mm時(shí),屈服強(qiáng)度平均值和標(biāo)準(zhǔn)值均較高，超過、低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼 GB。T 1591。1994標(biāo)準(zhǔn)，并達(dá)到 低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼 GB，T，1591 2008標(biāo)準(zhǔn)要求 由2004.2009年生產(chǎn)的Q345鋼厚板統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，Q345的實(shí)際質(zhì)量水平已接近或達(dá)到、低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼.GB，T,1591.2008材料標(biāo)準(zhǔn)，3，Q390鋼各厚度組屈服強(qiáng)度平均值普遍較高、強(qiáng)度波動(dòng)較小。變異系數(shù)也普遍較低 屈服強(qiáng)度統(tǒng)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)值都高于鋼材標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值。各項(xiàng)指標(biāo)全都符合要求 4，Q420鋼板厚分為35mm,50mm。不包括35mm，50mm、100mm.不包括50mm。兩組 鋼廠質(zhì)檢數(shù)據(jù)和工程復(fù)檢數(shù)據(jù)中存在一定數(shù)量屈服強(qiáng)度低于標(biāo)準(zhǔn)較多的數(shù)據(jù),不僅屈服強(qiáng)度平均值低、標(biāo)準(zhǔn)差大。并且統(tǒng)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)值普遍低于材料標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定值 是各牌號(hào)鋼材中最差的一組、因而使抗力分項(xiàng)系數(shù)增大。強(qiáng)度設(shè)計(jì)值僅略大于Q390鋼相應(yīng)厚度組，5。Q460鋼板厚分為35mm.50mm，不包括35mm，50mm.100mm 不包括50mm 兩組。也存在少量屈服強(qiáng)度略低于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的數(shù)據(jù)。屈服強(qiáng)度平均值稍低 個(gè)別統(tǒng)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)值低于材料標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定、就整體而言.已接近合格標(biāo)準(zhǔn).國(guó)產(chǎn)Q420,Q460鋼在建筑中應(yīng)用僅幾年時(shí)間 基本上滿足了國(guó)內(nèi)重大鋼結(jié)構(gòu)工程關(guān)鍵部位的需要、統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明。產(chǎn)品還不能全面達(dá)到、低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼。GB,T 1591、2008的要求,鋼廠質(zhì)檢和工地復(fù)檢也出現(xiàn)了不合格的事例、總體水平還有待提高，在工程使用中應(yīng)加強(qiáng)復(fù)檢.3.抗力分項(xiàng)系數(shù)取值，低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼,GB，T.1591，1994編制時(shí)，用戶曾要求提高16Mn鋼的強(qiáng)度 并減小厚度組別的強(qiáng)度級(jí)差,當(dāng)時(shí)因煉鋼。軋制技術(shù)和管理方面的差距、沒有仿照國(guó)外同類標(biāo)準(zhǔn)縮小級(jí)差.低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼.GB,T，1591 2008修改了厚度組距,并明確了屈服強(qiáng)度為下屈服強(qiáng)度，Q345鋼的屈服強(qiáng)度普遍提高 各厚度組的屈服強(qiáng)度級(jí)差降為10N,mm2.其中63mm 80mm,不包括63mm,厚度組的屈服強(qiáng)度由275N mm2提高至315N,mm2，80mm。100mm.不包括80mm.厚度組的屈服強(qiáng)度由275N.mm2提高到300N、mm2,分別提高了14 5。和10，9。由于Q390、Q420和Q460鋼與，低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼。GB。T.1591,1994相比、除厚度組距變化外 屈服強(qiáng)度值并未變化、因此原統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果仍可適用。本統(tǒng)計(jì)鋼材都是2009年前生產(chǎn)的。獨(dú)立試驗(yàn)取樣的鋼板也是2009年、2010年按 低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼.GB.T、1591，1994標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的,從統(tǒng)計(jì)結(jié)果看、在厚度為40mm，100mm 不包括40mm，范圍內(nèi)，工程調(diào)研 獨(dú)立試驗(yàn)的屈服強(qiáng)度都較高,與。低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼.GB、T,1591，1994標(biāo)準(zhǔn)相比有一定余量.且已達(dá)到、低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼 GB、T。1591 2008標(biāo)準(zhǔn)要求、基于各牌號(hào)鋼材和各厚度組別調(diào)研和試驗(yàn)數(shù)據(jù)、按照現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn) GB，50068的要求進(jìn)行數(shù)理統(tǒng)計(jì)和可靠度分析,并考慮設(shè)計(jì)使用方便。最終確定鋼材的抗力分項(xiàng)系數(shù)值 見表6。表6.Q235、Q345 Q390 Q420,Q460鋼材抗力分項(xiàng)系數(shù)γR、4 抗力分項(xiàng)系數(shù)變化原因分析.根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。GB。50068 2001規(guī)定，本標(biāo)準(zhǔn)采用的最低可靠指標(biāo)β值應(yīng)為3,2。而原規(guī)范最低可靠指標(biāo)β值可為3，2 0 25。2.95，通過編程運(yùn)算得出的抗力分項(xiàng)系數(shù)、一般以國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范，GB.50009,2001新增加的荷載組合S.1,35SGK 1,4 0。7SQK在應(yīng)力比ρ.SGK、SQK.0.25為最大.近年來 鋼材屈服強(qiáng)度分布規(guī)律發(fā)生變化 突出表現(xiàn)在Q235、Q345鋼屈服強(qiáng)度平均值提高的同時(shí).離散性明顯增大。變異系數(shù)成倍加大、而Q420.Q460鋼厚板強(qiáng)度整體偏低 迫使增大抗力分項(xiàng)系數(shù),還導(dǎo)致低合金鋼及不同厚度組之間抗力分項(xiàng)系數(shù)有一定的差異，但為了方便設(shè)計(jì)使用、需要將其適當(dāng)歸并、為了保證安全度，歸并后的抗力分項(xiàng)系數(shù)對(duì)于某些厚度組會(huì)偏大，鋼板,型鋼厚度負(fù)偏差情況較以往嚴(yán)重 在公稱厚度較小時(shí)更為嚴(yán)重。存在超過現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、熱軋鋼板和鋼帶的尺寸、外形.重量及允許偏差，GB。T 709規(guī)定的現(xiàn)象,以上諸因素導(dǎo)致本次采用的抗力分項(xiàng)系數(shù)比 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范、GBJ,17，88 以下簡(jiǎn)稱88版規(guī)范，和原規(guī)范普遍有所增大.本標(biāo)準(zhǔn)表4，4、1 表4,4 5的各項(xiàng)強(qiáng)度設(shè)計(jì)值是根據(jù)表7的換算關(guān)系并取5的修約成整倍數(shù)而得.表7,強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的換算關(guān)系4。4 2.本條為新增條文，Q345GJ鋼計(jì)算模式不定性KP的均值和變異系數(shù)仍采用88版規(guī)范16Mn的數(shù)據(jù).故指標(biāo)偏于保守、表4、4。2，Q345GJ鋼抗力分項(xiàng)系數(shù)見表8.表8、Q345GJ鋼材料抗力分項(xiàng)系數(shù)，根據(jù)國(guó)內(nèi)Q345GJ鋼強(qiáng)度設(shè)計(jì)值研究。提出了Q345GJ鋼材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)建議值,表9 簡(jiǎn)要情況如下 2011年完成軸心受壓構(gòu)件足尺試驗(yàn),試件12件.計(jì)算模式不定性KP的均值和變異系數(shù)分別可取1,100和0.071.其抗力不定性的均值和變異系數(shù)經(jīng)計(jì)算分別為1，15和0、09。2012年進(jìn)行受彎構(gòu)件足尺試驗(yàn) 試件32件.試驗(yàn)數(shù)據(jù)穩(wěn)定且優(yōu)于預(yù)期、其計(jì)算模式不定性KP抗力不定性優(yōu)于上述軸心受壓構(gòu)件。按照 結(jié)構(gòu)可靠性總原則.General。Principles。on。Relia。bility，for、Structures,ISO,2394和現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。GB。50068的相關(guān)規(guī)定、材料性能。幾何特征，計(jì)算模式三個(gè)主要影響因素的統(tǒng)計(jì)代表值均可通過Q345GJ試驗(yàn)獲得.綜合可靠性分析以后.出于慎重再將其分析結(jié)果適當(dāng)降低,抗力分項(xiàng)系數(shù)取1，05.從而求得表9的數(shù)值、復(fù)核結(jié)果可靠度水平全部符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、工程結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn).GB 50153和,建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，GB 50068的強(qiáng)制規(guī)定,表9。Q345GJ鋼材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)建議值，N mm2 符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn).建筑結(jié)構(gòu)用鋼板。GB T。19879的GJ類鋼材為高性能優(yōu)質(zhì)鋼材.其性能明顯好于符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。碳素結(jié)構(gòu)鋼 GB、T,700或、低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼,GB、T、1591的普通鋼材。同等級(jí)GJ類鋼材強(qiáng)度設(shè)計(jì)值理應(yīng)高于普通鋼材 戴國(guó)欣教授的研究結(jié)果也證明了這一點(diǎn)。但由于Q345GJ鋼試件來源單一，數(shù)據(jù)量有限.因此本次修訂暫不采用表9，當(dāng)有可靠依據(jù)時(shí).Q345GJ鋼設(shè)計(jì)強(qiáng)度值可參考表9適當(dāng)提高，4、4。3、本條為新增強(qiáng)制性條文、由于現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。結(jié)構(gòu)用無縫鋼管,GB、T.8162中.鋼管壁厚的分組、材料的屈服強(qiáng)度.抗拉強(qiáng)度均與現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼，GB、T，1591有所不同。表4,4,3的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值是由鋼管材料標(biāo)準(zhǔn)中的屈服強(qiáng)度除以相應(yīng)的抗力分項(xiàng)系數(shù)得出的。4。4、4，本條為強(qiáng)制性條文 4.4、5,本條為強(qiáng)制性條文 焊縫強(qiáng)度設(shè)計(jì)指標(biāo)中.對(duì)接焊縫的抗拉強(qiáng)度采用了相匹配的焊條和焊絲二者的較小值.角焊縫的抗拉強(qiáng)度取對(duì)接焊縫的抗拉強(qiáng)度的58、4、4,6，本條為強(qiáng)制性條文，表中各項(xiàng)強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的換算關(guān)系與原規(guī)范相同、增加了網(wǎng)架用高強(qiáng)度螺栓,螺栓球節(jié)點(diǎn)網(wǎng)架用的高強(qiáng)度螺栓的外形。連接副.受力機(jī)理。施工安裝方法及強(qiáng)度設(shè)計(jì)值均與普鋼鋼結(jié)構(gòu)用的高強(qiáng)度螺栓不同,增加了Q390鋼作為錨栓。柱腳錨栓一般不能用于承受水平剪力。本標(biāo)準(zhǔn)第12.7,4條.表中還增加了螺栓與Q460鋼,Q345GJ鋼構(gòu)件連接的承壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，為適應(yīng)鋼結(jié)構(gòu)抗震性能化設(shè)計(jì)要求增加了高強(qiáng)度螺栓的抗拉強(qiáng)度最小值，由于螺栓球網(wǎng)架一般采用根據(jù)內(nèi)力選擇螺栓的設(shè)計(jì)思路.因此螺栓球節(jié)點(diǎn)用高強(qiáng)度螺栓未給出抗拉強(qiáng)度最小值 高強(qiáng)度螺栓連接進(jìn)入極限狀態(tài)產(chǎn)生的破壞模式有兩種，摩擦面滑移后螺栓螺桿和螺紋部分進(jìn)入承壓狀態(tài)后出現(xiàn)螺栓或連接板剪切破壞，摩擦型連接和承壓型連接在極限狀態(tài)下破壞模式一致,因此。本標(biāo)準(zhǔn)給出的承壓型高強(qiáng)度螺栓的抗拉強(qiáng)度最小值同樣適用于摩擦型高強(qiáng)度螺栓連接、