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2020年 第35卷 第6期
2020, 35(6): 1-40.
doi: 10.13206/j.gjgS20052505
摘要
PDF (25520KB)
摘要:
高强钢用于钢结构可节省用钢量，降低钢结构制作、运输和安装成本。由于高强钢力学性能与普通钢具有不可忽视的差异，近年来国内外学者开展了大量的高强结构钢应用研究工作。高强钢结构在工程中应用除需进行合理的构件设计外，还需为高强钢构件之间设计高效的连接以形成安全、可靠的结构。
对高强钢的两种重要连接方法（焊接和螺栓连接）的国内外研究进展情况进行了介绍，包括：高强钢对接焊缝连接承载性能研究、高强钢角焊缝连接承载性能研究、高强钢摩擦型螺栓连接承载性能研究、高强钢承压型螺栓连接承载性能研究及12.9级高强螺栓氢致延迟断裂研究等，并着重介绍了同济大学的有关研究进展，总结了现有研究进展，展望了今后的研究工作。
高强钢用于钢结构可节省用钢量，降低钢结构制作、运输和安装成本。由于高强钢力学性能与普通钢具有不可忽视的差异，近年来国内外学者开展了大量的高强结构钢应用研究工作。高强钢结构在工程中应用除需进行合理的构件设计外，还需为高强钢构件之间设计高效的连接以形成安全、可靠的结构。
对高强钢的两种重要连接方法（焊接和螺栓连接）的国内外研究进展情况进行了介绍，包括：高强钢对接焊缝连接承载性能研究、高强钢角焊缝连接承载性能研究、高强钢摩擦型螺栓连接承载性能研究、高强钢承压型螺栓连接承载性能研究及12.9级高强螺栓氢致延迟断裂研究等，并着重介绍了同济大学的有关研究进展，总结了现有研究进展，展望了今后的研究工作。
2020, 35(6): 41-49.
doi: 10.13206/j.gjgS20051201
摘要:
钢-混凝土组合扁梁楼盖以其楼盖结构高度小、防火性能好、下表面平整观感好、便于管线铺设以及在经济跨度范围内梁高更小的优势，在国外（特别是英国和北欧地区）得到了较广泛的应用。实际工程中，钢-混凝土组合扁梁楼盖应用较多的是SP预应力混凝土叠合楼板和深肋压型钢板组合楼板，用于住宅建筑时，存在以下不足：1）钢梁下翼缘外露，需要进行防腐防火保护；2）深肋压型钢板组合扁梁下翼缘不平整需做吊顶，增加了成本和结构高度；3）SP预应力混凝土叠合楼板和深肋压型钢板组合楼板均为单向板，导致楼盖厚度较大，且楼盖高度难以进一步降低等，制约了钢-混凝土组合扁梁楼盖在实际工程中的应用。为此，提出了预制叠合密肋楼板和预制叠合密肋楼板组合扁梁楼盖的概念，预制叠合密肋楼板由预制带肋底板和现浇层组成，可实现双向传力。由于该新型预制叠合密肋楼板组合扁梁楼盖区别于传统的SP预应力混凝土叠合楼板和深肋压型钢板组合扁梁楼盖，为研究该新型组合扁梁楼盖预制叠合密肋楼板与钢梁协同工作性能及其设计方法，结合某高层钢结构住宅示范工程的设计，对该新型钢-混凝土组合扁梁的受弯性能进行了理论分析与试验研究。
设计制作了2个预制叠合密肋楼板组合扁梁试验试件，主要变化参数为钢梁腹板开孔形式和剪力键设置方式。钢梁采用焊接不等翼缘钢梁，楼板采用预制叠合密肋楼板，预制板均不出筋。钢材牌号为Q345B，楼板混凝土强度等级为C35，钢筋为HRB400级。试件计算长度为3 800 mm，几何长度为4 000 mm。通过试验研究该新型钢-混凝土组合扁梁的承载能力、延性、变形性能、裂缝开展、应力及应变发展情况等。在试验研究的基础上，提出了预制叠合密肋楼板组合扁梁抗弯极限承载力计算简化假定，并基于破坏强度理论推导了预制叠合密肋楼板组合扁梁抗弯极限承载力计算公式。
通过理论分析和试验研究得到以下结论：1）预制叠合密肋楼板组合扁梁具有优良的承载能力和延性性能。试件挠跨比达到1/32时，试件承载力仍未有明显下降，试件呈延性破坏特征。2）在钢梁下翼缘边缘和受拉钢筋屈服时，试件达到屈服承载力；在钢梁全截面屈服、受拉和受压钢筋屈服、受压区混凝土压溃时，试件达到极限承载力。在峰值荷载之前，混凝土和钢梁截面应变分布近似呈线性分布，可以采用平截面假定。3）基于破坏强度理论提出的预制叠合密肋楼板组合扁梁的抗弯承载力计算公式，与试验结果吻合良好，且偏于安全。
钢-混凝土组合扁梁楼盖以其楼盖结构高度小、防火性能好、下表面平整观感好、便于管线铺设以及在经济跨度范围内梁高更小的优势，在国外（特别是英国和北欧地区）得到了较广泛的应用。实际工程中，钢-混凝土组合扁梁楼盖应用较多的是SP预应力混凝土叠合楼板和深肋压型钢板组合楼板，用于住宅建筑时，存在以下不足：1）钢梁下翼缘外露，需要进行防腐防火保护；2）深肋压型钢板组合扁梁下翼缘不平整需做吊顶，增加了成本和结构高度；3）SP预应力混凝土叠合楼板和深肋压型钢板组合楼板均为单向板，导致楼盖厚度较大，且楼盖高度难以进一步降低等，制约了钢-混凝土组合扁梁楼盖在实际工程中的应用。为此，提出了预制叠合密肋楼板和预制叠合密肋楼板组合扁梁楼盖的概念，预制叠合密肋楼板由预制带肋底板和现浇层组成，可实现双向传力。由于该新型预制叠合密肋楼板组合扁梁楼盖区别于传统的SP预应力混凝土叠合楼板和深肋压型钢板组合扁梁楼盖，为研究该新型组合扁梁楼盖预制叠合密肋楼板与钢梁协同工作性能及其设计方法，结合某高层钢结构住宅示范工程的设计，对该新型钢-混凝土组合扁梁的受弯性能进行了理论分析与试验研究。
设计制作了2个预制叠合密肋楼板组合扁梁试验试件，主要变化参数为钢梁腹板开孔形式和剪力键设置方式。钢梁采用焊接不等翼缘钢梁，楼板采用预制叠合密肋楼板，预制板均不出筋。钢材牌号为Q345B，楼板混凝土强度等级为C35，钢筋为HRB400级。试件计算长度为3 800 mm，几何长度为4 000 mm。通过试验研究该新型钢-混凝土组合扁梁的承载能力、延性、变形性能、裂缝开展、应力及应变发展情况等。在试验研究的基础上，提出了预制叠合密肋楼板组合扁梁抗弯极限承载力计算简化假定，并基于破坏强度理论推导了预制叠合密肋楼板组合扁梁抗弯极限承载力计算公式。
通过理论分析和试验研究得到以下结论：1）预制叠合密肋楼板组合扁梁具有优良的承载能力和延性性能。试件挠跨比达到1/32时，试件承载力仍未有明显下降，试件呈延性破坏特征。2）在钢梁下翼缘边缘和受拉钢筋屈服时，试件达到屈服承载力；在钢梁全截面屈服、受拉和受压钢筋屈服、受压区混凝土压溃时，试件达到极限承载力。在峰值荷载之前，混凝土和钢梁截面应变分布近似呈线性分布，可以采用平截面假定。3）基于破坏强度理论提出的预制叠合密肋楼板组合扁梁的抗弯承载力计算公式，与试验结果吻合良好，且偏于安全。
2020, 35(6): 50-54.
doi: 10.13206/j.gjgSE20051201
摘要:
新修订后的国家标准GB/T 1591—2018《低合金高强度结构钢》已于2019年2月实施。此次修订做了多处重要的修改和补充，优化了钢材的综合性能。
主要修改内容包括将钢材下屈服强度改为上屈服强度；强化了合金化程度，增加了按热轧、正火和热机械轧制等不同产品的轧制工艺分类；按轧制工艺和牌号，优化规定了相应的钢材强度指标和质量等级，取消了A级钢；按不同牌号、质量等级和钢材厚度，分别规定了纵向和横向伸长率和冲击功限值，以及碳当量（CEV）指标；大幅扩大了产品的厚度范围，对热轧、正火钢，最大厚度可达250 mm，对热机械轧制钢可达120 mm。同时，钢材牌号与厚度分组与欧洲EN标准一致，以适应海外工程与国际交流的需要。
对上述修改内容，如钢材牌号、工艺类别、质量等级、性能指标等作了较详细的比较、分析与解读，并给出了合理选用钢材轧制工艺类别，正确选用钢材牌号、质量等级与性能指标等设计建议，以及修正的钢材强度设计值建议，供设计参考。
新修订后的国家标准GB/T 1591—2018《低合金高强度结构钢》已于2019年2月实施。此次修订做了多处重要的修改和补充，优化了钢材的综合性能。
主要修改内容包括将钢材下屈服强度改为上屈服强度；强化了合金化程度，增加了按热轧、正火和热机械轧制等不同产品的轧制工艺分类；按轧制工艺和牌号，优化规定了相应的钢材强度指标和质量等级，取消了A级钢；按不同牌号、质量等级和钢材厚度，分别规定了纵向和横向伸长率和冲击功限值，以及碳当量（CEV）指标；大幅扩大了产品的厚度范围，对热轧、正火钢，最大厚度可达250 mm，对热机械轧制钢可达120 mm。同时，钢材牌号与厚度分组与欧洲EN标准一致，以适应海外工程与国际交流的需要。
对上述修改内容，如钢材牌号、工艺类别、质量等级、性能指标等作了较详细的比较、分析与解读，并给出了合理选用钢材轧制工艺类别，正确选用钢材牌号、质量等级与性能指标等设计建议，以及修正的钢材强度设计值建议，供设计参考。
2020, 35(6): 55-64.
doi: 10.13206/j.gjgS20052507
摘要:
通过对AISC 360-16《建筑钢结构标准》（简称“美国钢标”）受弯杆件设计方法进行解读，并与GB 50017—2017《钢结构设计标准》（简称17钢标）设计方法进行对比，介绍了受弯杆件的设计思路及两国规范的异同。美国钢标中梁的整体稳定计算采用三段式，其中弹性段计算公式源自梁弯扭屈曲临界力公式，与17钢标弹性段取值方法一致。美国钢标中受弯杆件稳定的强度能力计算介绍在F章，抗弯能力为Mn，设计抗弯强度取ϕbMn，抗弯抗力系数ϕb=0.9。
通过对AISC 360-16《建筑钢结构标准》（简称“美国钢标”）受弯杆件设计方法进行解读，并与GB 50017—2017《钢结构设计标准》（简称17钢标）设计方法进行对比，介绍了受弯杆件的设计思路及两国规范的异同。美国钢标中梁的整体稳定计算采用三段式，其中弹性段计算公式源自梁弯扭屈曲临界力公式，与17钢标弹性段取值方法一致。美国钢标中受弯杆件稳定的强度能力计算介绍在F章，抗弯能力为Mn，设计抗弯强度取ϕbMn，抗弯抗力系数ϕb=0.9。
