朱恒祿.中國(guó)建筑科學(xué)研究院有限公司北京構(gòu)力科技有限公司

    新鋼標(biāo)較03版鋼規(guī)在構(gòu)件驗(yàn)算部分有較大的變動(dòng)，“受彎構(gòu)件的計(jì)算（03版鋼規(guī)第4章）”改為“受彎構(gòu)件（第6章）”，“軸心受力構(gòu)件和拉彎、壓彎構(gòu)件的計(jì)算（03版鋼規(guī)第5章）”改為“軸心受力構(gòu)件（第7章）”及“拉彎、壓彎構(gòu)件（第8章）”，經(jīng)梳理后主要更新點(diǎn)如下。

    構(gòu)件強(qiáng)度驗(yàn)算部分包括：

    1）塑性發(fā)展系數(shù)的取值規(guī)定發(fā)生改變，除工字型截面外，其它截面的塑性發(fā)展系數(shù)也明確與受壓板件寬厚比掛勾，這對(duì)構(gòu)件的強(qiáng)度和穩(wěn)定驗(yàn)算結(jié)果均有影響；

    2）軸心受壓構(gòu)件強(qiáng)度驗(yàn)算公式采用毛截面，且對(duì)軸心受拉構(gòu)件增加凈截面斷裂控制；

    3）拉彎壓彎構(gòu)件增加適用圓鋼管截面的強(qiáng)度驗(yàn)算公式，驗(yàn)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果更吻合；

    構(gòu)件穩(wěn)定驗(yàn)算部分包括：

    1）梁的整體穩(wěn)定驗(yàn)算取消短梁情況，即梁頂無鋪板時(shí)始終驗(yàn)算其整體穩(wěn)定；另外，增加框架梁端下翼緣穩(wěn)定驗(yàn)算要求；

    2）軸心受壓構(gòu)件截面分類局部調(diào)整，軋制工字型（b/h>0.8）和軋制等邊角鋼的截面分類與鋼號(hào)有關(guān)，影響穩(wěn)定系數(shù)取值；

    3）壓彎構(gòu)件穩(wěn)定驗(yàn)算時(shí)等效彎矩系數(shù)βmx公式調(diào)整，取值偏?。涣硗?，增加圓鋼管截面壓彎構(gòu)件的穩(wěn)定驗(yàn)算公式。

1 強(qiáng)度驗(yàn)算

1.1 受彎構(gòu)件（梁）強(qiáng)度

    受彎構(gòu)件的強(qiáng)度驗(yàn)算公式不變，式（1.1）。

    不同截面的塑性發(fā)展系數(shù)γx、γy，17版新鋼標(biāo)與03版規(guī)范規(guī)定的數(shù)值相同，但取值規(guī)定發(fā)生變化：新鋼標(biāo)中γx、γy取值與受壓翼緣寬厚比關(guān)聯(lián)，除工字型截面外，明確了箱形截面塑性發(fā)展系數(shù)取值與壁板（腹板）間翼緣寬厚比的關(guān)系。

《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50017-2003，4.1.1條： 

《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50017-2017，6.1.2條： 

6.1.2  截面塑性發(fā)展系數(shù)應(yīng)按下列規(guī)定取值：

    1  對(duì)工字形和箱形截面，當(dāng)截面板件寬厚比等級(jí)為S4或S5級(jí)時(shí)，截面塑性發(fā)展系數(shù)應(yīng)取為1.0，當(dāng)截面板件寬厚比等級(jí)為S1、S2及S3時(shí)，截面塑性發(fā)展系數(shù)應(yīng)按下列規(guī)定取值：

    1)  工字形截面(x軸為強(qiáng)軸，y軸為弱軸)：γ_x=1.05，γ_y=1.20；

    2)  箱形截面：γ_x＝γ_y＝1.05。

    2  對(duì)其他截面可按本標(biāo)準(zhǔn)表8.1.1采用。

    3  對(duì)需要計(jì)算疲勞的梁，宜取γ_x＝γ_y＝1.0。

    算例1：

    工字梁，截面尺寸如圖1-1所示，Q235，f=215N/mm2，寬厚比為12.83，小于S3級(jí)限值13，組合彎矩設(shè)計(jì)值-407.62kN·m，凈截面系數(shù)0.85。

圖1-1 工字梁截面尺寸 

 圖1-2 SATWE-17版新鋼標(biāo)驗(yàn)算結(jié)果

校核：

翼緣寬厚比小于S3級(jí)，故γx=1.05；

與圖1-2程序輸出結(jié)果一致；

算例2：

工字梁，截面尺寸如圖1-3所示，Q235，f=215N/mm2，寬厚比為16.17，大于S3級(jí)限值13，組合彎矩設(shè)計(jì)值-423.17kN·m，凈截面系數(shù)0.85。

圖1-3 工字梁截面尺寸

圖1-4 SATWE-17版新鋼標(biāo)驗(yàn)算結(jié)果

校核：

翼緣寬厚比大于S3級(jí)，故γx=1.0；

與圖1-4程序輸出結(jié)果一致；

算例3：

箱形梁，截面尺寸如圖1-5所示，Q235，f=215N/mm2，壁板間翼緣寬厚比為31.33，小于S3級(jí)限值37，組合彎矩設(shè)計(jì)值-410.56kN·m，凈截面系數(shù)0.85。

圖1-5 箱形梁截面尺寸 

圖1-6 SATWE-17版新鋼標(biāo)驗(yàn)算結(jié)果

校核：

翼緣寬厚比小于S3級(jí)，故γx=1.05；

與圖1-6程序輸出結(jié)果一致；

算例4：

箱形梁，截面尺寸如圖1-7所示，Q235，f=215N/mm2，壁板間翼緣寬厚比為48，大于S3級(jí)限值37，組合彎矩設(shè)計(jì)值-436.84kN·m，凈截面系數(shù)0.85。

圖1-7 箱形梁截面尺寸 

圖1-8 SATWE-17版新鋼標(biāo)驗(yàn)算結(jié)果

校核：

翼緣寬厚比大于S3級(jí)，故γx=1.0；

與圖1-8程序輸出結(jié)果一致；

1.2 軸心受力構(gòu)件（支撐）強(qiáng)度

    03版鋼規(guī)軸心受拉、受壓構(gòu)件均采用凈截面驗(yàn)算強(qiáng)度，17版新鋼標(biāo)改為毛截面驗(yàn)算，并且對(duì)軸心軸拉構(gòu)件增加凈截面斷裂控制。實(shí)際上03版鋼規(guī)的條文說明中已給出毛截面屈服和凈截面斷裂的驗(yàn)算公式，但同時(shí)說明“如果今后采用屈強(qiáng)比更大的鋼材，宜用此方式驗(yàn)算”。當(dāng)前，屈強(qiáng)比高于0.8的Q460鋼已開始使用，因此17版新鋼標(biāo)修改軸心受力構(gòu)件強(qiáng)度驗(yàn)算公式。

《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50017-2003，5.1.1條： 

《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50017-2017，7.1.1-7.1.2條： 

    V4.2版新鋼標(biāo)SATWE程序?qū)S心受壓構(gòu)件的強(qiáng)度仍沿用03版鋼規(guī)的凈截面驗(yàn)算方式，但對(duì)軸心受拉構(gòu)件則按照新鋼標(biāo)進(jìn)行毛截面屈服和凈截面斷裂雙控，其中凈截面斷裂控制經(jīng)處理后采用應(yīng)力比方式與毛截面屈服應(yīng)力比取不利輸出。

算例5：

H形軸心受拉支撐，截面尺寸如圖1-9所示，Q460，f=410N/mm2，fu=550N/mm2，組合軸拉力設(shè)計(jì)值2145.12kN，凈截面系數(shù)0.85。 

圖1-9 H形支撐截面尺寸

（a）V41-03版鋼規(guī)驗(yàn)算結(jié)果 

（b）V42-17版新鋼標(biāo)驗(yàn)算結(jié)果

圖1-10 SATWE-03版鋼規(guī)和17版新鋼標(biāo)驗(yàn)算結(jié)果

校核：

03版鋼規(guī)：

與圖1-10中03版鋼規(guī)程序輸出結(jié)果一致；

17版新鋼標(biāo)：

取不利，應(yīng)力比為0.840，與圖1-10中17版新鋼標(biāo)程序輸出結(jié)果一致；

1.3 拉彎、壓彎構(gòu)件（柱）強(qiáng)度

    拉彎、壓彎構(gòu)件強(qiáng)度驗(yàn)算，17版新鋼標(biāo)新增圓鋼管截面驗(yàn)算方法，其它截面驗(yàn)算方式與03版規(guī)范一致。

《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50017-2003，5.2.1條： 

《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50017-2017，第8.1.1條： 

算例6：

焊接H形截面柱，截面尺寸如圖1-11所示，Q235，f=205N/mm2，受壓翼緣寬厚比為12，小于S3級(jí)限值13，組合內(nèi)力設(shè)計(jì)值為：N=-675kN，Mx=270kN·m，My=540kN·m，凈截面系數(shù)0.85。 

圖1-11 H形柱截面尺寸

（a）V41-03版鋼規(guī)結(jié)果

（b）V42-17版新鋼標(biāo)結(jié)果

圖1.31 SATWE-03版鋼規(guī)和17版新鋼標(biāo)驗(yàn)算結(jié)果

校核：

03版鋼規(guī)與17版新鋼標(biāo)程序計(jì)算結(jié)果一致。受壓翼緣寬厚比為12，小于S3級(jí)限值13，故γx=1.05，γy=1.2；

與圖1-12中17版新鋼標(biāo)程序輸出結(jié)果一致；

算例7：

圓鋼管截面柱，截面尺寸如圖1-13所示，Q235，f=205N/mm2，圓管徑厚比為40，小于S3級(jí)限值90，組合內(nèi)力設(shè)計(jì)值為：N=-675kN，Mx=270kN·m，My=540kN·m，凈截面系數(shù)0.85。

圖1-13 圓鋼管柱截面尺寸 

（a）V41-03版鋼規(guī)結(jié)果 

（b）V42-17版新鋼標(biāo)結(jié)果

圖1.32 SATWE-03版鋼規(guī)和17版新鋼標(biāo)驗(yàn)算結(jié)果

校核：

按17版新鋼標(biāo)式（8.1.1-2）計(jì)算結(jié)果較03版鋼規(guī)減小。

03版鋼規(guī)：

與圖1-14中03版規(guī)范程序輸出結(jié)果一致；

17版新鋼標(biāo)：

與圖1-14中17版新鋼標(biāo)程序輸出結(jié)果一致；

2 穩(wěn)定驗(yàn)算

2.1 受彎構(gòu)件（梁）整體穩(wěn)定

    梁上有板時(shí)不驗(yàn)算其整體穩(wěn)定，但梁上無板情況，17版新鋼標(biāo)不再依據(jù)“受壓翼緣的自由長(zhǎng)度l1與其寬度b1之比”控制是否驗(yàn)算整體穩(wěn)定。

    因此，V4.2版新鋼標(biāo)SATWE程序除對(duì)梁上有板的情況不做整體穩(wěn)定驗(yàn)算外，對(duì)梁上無板的較短梁（即“受壓翼緣的自由長(zhǎng)度l1與其寬度b1之比”小于03版鋼規(guī)表4.2.1）也會(huì)按式（6.2.2）驗(yàn)算整體穩(wěn)定；

《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50017-2003，4.2.1-4.2.2條： 

《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50017-2017，6.2.1-6.2.2條：

算例8：

工字梁，截面尺寸如圖2-1所示，L=4m，Q235，f=215N/mm2，腹板高厚比77，小于S4級(jí)限值124，L1/b1=4/0.4=10<13，組合彎矩設(shè)計(jì)值-247.43kN·m。

圖2-1 圓鋼管柱截面尺寸

（a）V41-03版鋼規(guī)驗(yàn)算結(jié)果

（b）V42-17版新鋼標(biāo)驗(yàn)算結(jié)果

圖2.11SATWE-03版鋼規(guī)和17版新鋼標(biāo)驗(yàn)算結(jié)果

校核：

    本算例中，梁上無板，Q235鋼，L1/b1=4/0.4=10<13，03版規(guī)范程序不驗(yàn)算整體穩(wěn)定，而17版新鋼標(biāo)程序驗(yàn)算。

    根據(jù)17版新鋼標(biāo)附錄C.0.1條計(jì)算得φb=1.0；

    與圖2-2中17版新鋼標(biāo)程序輸出結(jié)果一致。

2.2 框架梁下翼緣穩(wěn)定

17版新鋼標(biāo)新增框架梁下翼緣穩(wěn)定驗(yàn)算。

《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50017-2017，6.2.7條：

V4.2版新鋼標(biāo)SATWE程序增加框架梁端下翼緣穩(wěn)定驗(yàn)算，但需同時(shí)滿足下列三個(gè)條件：

1）梁上有板，且梁端有負(fù)彎矩；

2）非閉口截面（即非箱形、圓管）；

3）正則化長(zhǎng)細(xì)比＞0.45；

V4.2版新鋼標(biāo)SATWE程序按照式（6.2.7-3）~（6.2.7-6）計(jì)算正則化長(zhǎng)細(xì)比：

    V4.2版新鋼標(biāo)SATWE程序?qū)κ剑?.2.7-6）中的l按規(guī)范取值，即“當(dāng)框架主梁支承次梁且次梁高度不小于主梁高度一半時(shí)，取次梁到框架柱的凈距；除此之外，取梁凈距的一半（mm）?！比鐖D2-3所示，主梁長(zhǎng)度為L(zhǎng)，被次梁打斷，次梁1、2截面高度大于主梁高度一半，次梁3截面高度小于主梁高度一半。

圖2-3 主、次梁示意圖

計(jì)算框架梁正則化長(zhǎng)細(xì)比時(shí)l取值如下：

l左 = min{  L/2，L1,左 }；

l右 = min{  L/2，L1,右 }；

其中，

L1,左 ——左數(shù)第一個(gè)截面高度大于主梁高度一半的次梁到左端柱的距離；

L1,右 ——右數(shù)第一個(gè)截面高度大于主梁高度一半的次梁到右端柱的距離；

算例9：

    工字形主梁、次梁的截面尺寸如2-4所示，次梁等分布置，主梁L=8m，Q235，fy=235N/mm2。該框架梁構(gòu)件信息中，正則化長(zhǎng)細(xì)比結(jié)果為0.20，小于0.45，不需要作下翼緣穩(wěn)定驗(yàn)算，圖面也不顯示梁端下翼緣穩(wěn)定應(yīng)力比，如圖2-5所示。

（a）主梁截面

（b）次梁截面

圖2-4主、次梁截面尺寸

（a）鋼梁驗(yàn)算結(jié)果-圖形

（b）鋼梁驗(yàn)算結(jié)果-構(gòu)件信息

圖2-5 V4.2版新鋼標(biāo)正則化長(zhǎng)細(xì)比結(jié)果

校核：

本算例中，次梁截面高度（800mm）大于主梁高度（1000mm）一半，因此l=2667mm。

與圖2-5中17版新鋼標(biāo)程序輸出結(jié)果一致。

算例10：

    工字形主梁、次梁截面尺寸如圖2-6所示，次梁等分布置，主梁L=14.6m，Q345，fy=345N/mm2，f=305N/mm2，梁端負(fù)彎矩設(shè)計(jì)值M=-391.64kN·m。該框架梁構(gòu)件信息中，正則化長(zhǎng)細(xì)比大于0.45，驗(yàn)算梁端下翼緣穩(wěn)定，圖面同時(shí)顯示下翼緣穩(wěn)定應(yīng)力比，如圖2-7所示。

（a）主梁截面

（b）次梁截面

圖2-6主、次梁截面尺寸

（a）鋼梁驗(yàn)算結(jié)果-圖形

（b）鋼梁驗(yàn)算結(jié)果-構(gòu)件信息

圖2-7 V4.2版新鋼標(biāo)下翼緣穩(wěn)定應(yīng)力結(jié)果

校核：

    本算例中，次梁截面高度（400mm）大于主梁高度（750mm）一半且均分主梁，因此l=7300mm，按17版新鋼標(biāo)式（6.2.7-3）~（6.2.7-6）計(jì)算，得λn,b=0.474>0.45，需驗(yàn)算框架梁端下翼緣穩(wěn)定。

與圖2-7中17版新鋼標(biāo)程序輸出結(jié)果一致。

2.3 軸心受壓構(gòu)件（支撐）穩(wěn)定

    軸心受壓構(gòu)件穩(wěn)定驗(yàn)算，17版新鋼標(biāo)截面分類表與03版鋼規(guī)存在差異，標(biāo)準(zhǔn)工字鋼（b/h>0.8）和軋制等邊角鋼截面分類與鋼號(hào)相關(guān)，詳見17版新鋼標(biāo)表7.2.1-1注釋1。

《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50017-2003，表5.1.2-1：

《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50017-2017，表7.2.1-1：

    V42版新鋼標(biāo)程序根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)工字鋼、軋制等邊角鋼的鋼號(hào)自動(dòng)判斷截面分類，如表2-1所示，03版鋼規(guī)和17新鋼標(biāo)中，兩種截面不同鋼號(hào)對(duì)應(yīng)的截面分類，屈服強(qiáng)度達(dá)到和超過345MPa時(shí)，穩(wěn)定系數(shù)可提高一類采用。

標(biāo)準(zhǔn)工字鋼、軋制等邊角鋼不同鋼號(hào)對(duì)應(yīng)的截面分類                  表2-1

算例11：

標(biāo)準(zhǔn)工字鋼支撐，截面尺寸如圖2-8所示，Q345，l=5.66m，h=350mm，b=350mm，tw=12mm，tf=19mm，b/h=1>0.8，f=295N/mm2，軸壓力設(shè)計(jì)值N=-1479.03kN。

圖2-8標(biāo)準(zhǔn)工字鋼支撐截面

 （a）V41-03版鋼規(guī)驗(yàn)算結(jié)果

（b）V42-17版新鋼標(biāo)驗(yàn)算結(jié)果

圖2-9SATWE-03版鋼規(guī)和17版新鋼標(biāo)驗(yàn)算結(jié)果

校核：

本算例中，標(biāo)準(zhǔn)工字鋼支撐，b/h=1>0.8，支撐長(zhǎng)細(xì)比：λx=37.18，λy=63.6。

03版鋼規(guī)：

根據(jù)截面分類表5.1.2-1，x軸b類，y軸b類，φx=0.878，φy=0.707；

與圖2-9中03版規(guī)范程序輸出結(jié)果一致；

17版新鋼標(biāo)：

根據(jù)截面分類表7.2.1-1，x軸a類，y軸b類，φx=0.929，φy=0.707；

與圖2-9中17版新鋼標(biāo)程序輸出結(jié)果一致；

2.4 壓彎構(gòu)件（柱）穩(wěn)定

2.4.1 等效彎矩系數(shù)βmx變化

    17版新鋼標(biāo)中壓彎構(gòu)件的穩(wěn)定驗(yàn)算公式與03版鋼規(guī)一致，但等效彎矩系數(shù)βmx發(fā)生變化。

《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50017-2003，5.2.2條：

《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50017-2017，8.2.1條：

    03版鋼規(guī)和17版新鋼標(biāo)SATWE程序根據(jù)規(guī)范取等效彎矩系數(shù)βmx，如表2-2所示：

03版鋼規(guī)與17版新鋼標(biāo)等效彎矩系數(shù)βmx差異表2-2

注：17版新鋼標(biāo)，有側(cè)移情況，當(dāng)N<<Ncr時(shí)，βmx≈1；

算例12：

    焊接H形柱，截面尺寸如圖2-10所示，H=4m，Q235，f=205N/mm2，翼緣寬厚比12，腹板高厚比38，無側(cè)移，計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)μx=μy=0.73，長(zhǎng)細(xì)比λx=8.94，λy=26.9，組合內(nèi)力設(shè)計(jì)值為：N=-675kN，Mx=675kN·m，My=-270kN·m。

（a）V41-03版鋼規(guī)結(jié)果

（b）V42-17版新鋼標(biāo)結(jié)果        

圖2-10 H形柱截面尺寸

圖2-11 SATWE-03版鋼規(guī)和17版新鋼標(biāo)驗(yàn)算結(jié)果

校核：

    本算例中，柱頂和柱底的彎矩使構(gòu)件產(chǎn)生反向曲率（反彎點(diǎn)），且柱按照無側(cè)移計(jì)算。依據(jù)17版新鋼標(biāo)式（8.2.1-5）計(jì)算的等效彎矩系數(shù)βmx較03版規(guī)范偏小，具體過程如下。

03版鋼規(guī)：

焊接H形鋼柱，x軸b類，y軸c類，長(zhǎng)細(xì)比λx=8.94，λy=26.9，因此φx=0.994，φy=0.921；

非閉口構(gòu)件，η=1.0；

受壓翼緣寬厚比12<13，γx=1.05，γy=1.2；

根據(jù)附錄B.1計(jì)算得φbx=1.0，φby=1.0；

與圖2-11中03版規(guī)范程序輸出結(jié)果一致；

17版新鋼標(biāo)：

焊接H形鋼柱，x軸b類，y軸c類，長(zhǎng)細(xì)比λx=8.94，λy=26.9，因此φx=0.994，φy=0.921。

非閉口構(gòu)件，η=1.0；

受壓翼緣寬厚比12<13，γx=1.05，γy=1.2；

根據(jù)附錄C.0.1計(jì)算得φbx=1.0，φby=1.0；

與圖2-11中17版新鋼標(biāo)程序輸出結(jié)果一致；

算例13：

    焊接H形柱，截面尺寸如圖2-12所示，H=4m，Q235，f=205N/mm2，翼緣寬厚比12，腹板高厚比38，無側(cè)移，計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)μx=μy=0.73，長(zhǎng)細(xì)比λx=8.94，λy=26.9，組合內(nèi)力設(shè)計(jì)值為：N=-675kN，Mx=567kN·m，My=405kN·m。穩(wěn)定驗(yàn)算結(jié)果如圖2-13。

（a）V41-03版鋼規(guī)結(jié)果

（b）V42-17版新鋼標(biāo)結(jié)果  

圖2-12 H形柱截面尺寸

圖2-13SATWE-03版鋼規(guī)和17版新鋼標(biāo)驗(yàn)算結(jié)果

校核：

    本算例中，柱頂和柱底的彎矩未使構(gòu)件產(chǎn)生反向曲率（反彎點(diǎn)），且柱按照無側(cè)移計(jì)算。依據(jù)17版新鋼標(biāo)式（8.2.1-5）計(jì)算的等效彎矩系數(shù)βmx較03版規(guī)范偏小，具體校核如下表2-3。 

03版鋼規(guī)與17版新鋼標(biāo)穩(wěn)定應(yīng)力差異  表2-3

算例14：

    焊接工字型柱，截面尺寸如圖2-14所示，H=4m，Q235，f=205N/mm2，翼緣寬厚比12，腹板高厚比38，有側(cè)移，計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)μx=μy=2.03，長(zhǎng)細(xì)比λx=24.84，λy=74.71，組合內(nèi)力設(shè)計(jì)值為：N=-675kN，Mx=675kN·m，My=-270kN·m。穩(wěn)定驗(yàn)算結(jié)果如圖2-15。

圖2-14 H形柱截面尺寸

（a）V41-03版鋼規(guī)結(jié)果

（b）V42-17版新鋼標(biāo)結(jié)果

圖2-15SATWE-03版鋼規(guī)和17版新鋼標(biāo)驗(yàn)算結(jié)果

校核：

    本算例中，柱頂和柱底的彎矩使構(gòu)件產(chǎn)生反向曲率（反彎點(diǎn)），且柱按照有側(cè)移計(jì)算。03版規(guī)范中，有側(cè)移框架βmx、βmy取1.0，而依據(jù)17版新鋼標(biāo)式（8.2.1-10）計(jì)算的等效彎矩系數(shù)βmx較03版規(guī)范會(huì)偏小，具體校核如下表2-4。

03版鋼規(guī)與17版新鋼標(biāo)穩(wěn)定應(yīng)力差異                           表2-4

2.4.2 圓鋼管柱穩(wěn)定

    壓彎構(gòu)件穩(wěn)定驗(yàn)算，V42-17版新鋼標(biāo)程序新增圓鋼管截面驗(yàn)算方法，式（8.2.4-1）~（8.2.4-6）。

《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50017-2017，8.2.4條： 

算例15：

    圓鋼管截面柱，截面尺寸如圖2-16所示，H=4m，Q235，f=205N/mm2，圓管徑厚比為40，小于S3級(jí)限值90，有側(cè)移，計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)μx=μy=2.03，長(zhǎng)細(xì)比λx=λy=29.48，組合內(nèi)力設(shè)計(jì)值為：N=-607.5kN，Mx=580.5kN·m，My=391.5kN·m。穩(wěn)定驗(yàn)算結(jié)果如圖2-17。

 圖2-16 圓鋼管柱截面尺寸

（a）V41-03版鋼規(guī)結(jié)果

（b）V42-17版新鋼標(biāo)結(jié)果     

圖2-17SATWE-03版鋼規(guī)和17版新鋼標(biāo)驗(yàn)算結(jié)果

校核：

    本算例中，柱頂和柱底的彎矩未使構(gòu)件產(chǎn)生反向曲率（反彎點(diǎn)），且柱按照有側(cè)移計(jì)算。除柱端彎矩設(shè)計(jì)值處理方式不同外，03版規(guī)范中圓鋼管分別計(jì)算兩個(gè)方向的等效彎矩系數(shù)，而17版新鋼標(biāo)則按式（8.2.4-3）計(jì)算等效彎矩系數(shù)。最終結(jié)果顯示，圓鋼管柱按照17版新鋼標(biāo)驗(yàn)算的穩(wěn)定結(jié)果較03版規(guī)范偏小，主要原因是對(duì)彎矩設(shè)計(jì)值的處理方式不同，具體校核如下表2-5。

03版鋼規(guī)與17版新鋼標(biāo)穩(wěn)定應(yīng)力差異                           表 2-5

算例16：

    圓鋼管截面柱，截面尺寸如圖2-18所示，H=4m，Q235，f=205N/mm2，圓管徑厚比為40，小于S3級(jí)限值90，有側(cè)移，計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)μx=μy=2.03，長(zhǎng)細(xì)比λx=λy=29.48，組合內(nèi)力設(shè)計(jì)值為：N=-675kN，Mx=580.5kN·m，My=-526.5kN·m。穩(wěn)定驗(yàn)算結(jié)果如圖2-19。

 圖2-18 圓鋼管柱截面尺寸  

（a）V41-03版鋼規(guī)結(jié)果

（b）V42-17版新鋼標(biāo)結(jié)果

圖2-19SATWE-03版鋼規(guī)和17版新鋼標(biāo)驗(yàn)算結(jié)果

校核：

    本算例中，柱頂和柱底的彎矩使構(gòu)件產(chǎn)生反向曲率（反彎點(diǎn)），且柱按照有側(cè)移計(jì)算。除柱端彎矩設(shè)計(jì)值處理方式不同外，03版規(guī)范中圓鋼管分別計(jì)算兩個(gè)方向的等效彎矩系數(shù)，而17版新鋼標(biāo)則按式（8.2.4-3）計(jì)算等效彎矩系數(shù)。最終結(jié)果顯示，圓鋼管柱按照17版新鋼標(biāo)驗(yàn)算的穩(wěn)定結(jié)果較03版規(guī)范偏小，主要原因是對(duì)彎矩設(shè)計(jì)值的處理方式不同，具體校核如下表2-6。

03版鋼規(guī)與17版新鋼標(biāo)穩(wěn)定應(yīng)力差異                           表 2-6

算例17：

    圓鋼管截面柱，截面尺寸如圖2-20所示，H=4m，Q235，f=205N/mm2，圓管徑厚比為40，小于S3級(jí)限值90，無側(cè)移，計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)μx=μy=0.73，長(zhǎng)細(xì)比λx=λy=10.61，組合內(nèi)力設(shè)計(jì)值為：N=-675kN，Mx=580.5kN·m，My=-526.5kN·m。穩(wěn)定驗(yàn)算結(jié)果如圖2-21。

 圖2-20 圓鋼管柱截面尺寸

（a）V41-03版鋼規(guī)結(jié)果

（b）V42-17版新鋼標(biāo)結(jié)果

圖2-21SATWE-03版鋼規(guī)和17版新鋼標(biāo)驗(yàn)算結(jié)果

校核：

    本算例中，柱頂和柱底的彎矩使構(gòu)件產(chǎn)生反向曲率（反彎點(diǎn)），且柱按照無側(cè)移計(jì)算。除柱端彎矩設(shè)計(jì)值處理方式不同外，03版規(guī)范中圓鋼管分別計(jì)算兩個(gè)方向的等效彎矩系數(shù)，而17版新鋼標(biāo)則按式（8.2.4-3）計(jì)算等效彎矩系數(shù)。最終結(jié)果顯示，圓鋼管柱按照17版新鋼標(biāo)驗(yàn)算的穩(wěn)定結(jié)果較03版規(guī)范偏大，主要原因是按照無側(cè)移驗(yàn)算，等效彎矩系數(shù)較03版規(guī)范偏大，具體校核如下表2-7。

03版鋼規(guī)與17版新鋼標(biāo)穩(wěn)定應(yīng)力差異                            表2-7

3 結(jié)論

3.1 強(qiáng)度驗(yàn)算

    1.相較03版鋼規(guī)，17版新鋼標(biāo)中，不同截面的塑性發(fā)展系數(shù)取值與受壓翼緣寬厚比關(guān)聯(lián)，當(dāng)寬厚比不大于S3級(jí)時(shí)，按照新鋼標(biāo)表8.1.1取塑性發(fā)展系數(shù)，當(dāng)寬厚比大于S3級(jí)時(shí)，γx=γx=1。以工字形梁和箱形梁為例，校核了V42-17版新鋼標(biāo)程序計(jì)算結(jié)果，表明程序按照17版新鋼標(biāo)的規(guī)定取塑性發(fā)展系數(shù)。

    2.相較03版鋼規(guī)，17版新鋼標(biāo)中，軸心受力構(gòu)件的強(qiáng)度驗(yàn)算公式發(fā)生變化：軸心受壓構(gòu)件的強(qiáng)度驗(yàn)算采用毛截面，軸心受拉構(gòu)件的強(qiáng)度驗(yàn)算采用毛截面屈服和凈截面斷裂雙控。V42-17版新鋼標(biāo)程序?qū)S心受壓構(gòu)件偏于保守仍采用凈截面驗(yàn)算強(qiáng)度，而對(duì)軸心受拉構(gòu)件則按照毛截面屈服和凈截面斷裂雙控。以軸心受拉支撐為例，校核了V42-17版新鋼標(biāo)程序計(jì)算結(jié)果，介紹了程序內(nèi)按照毛截面屈服和凈截面斷裂雙控的處理方法。

    3.相較03版鋼規(guī)，17版新鋼標(biāo)中，拉彎、壓彎構(gòu)件一章新增了圓鋼管截面的強(qiáng)度驗(yàn)算公式。以焊接H形和圓鋼管截面柱為例，對(duì)比并校核了03版鋼規(guī)和V42-17版新鋼標(biāo)程序的計(jì)算結(jié)果，表明了圓鋼管截面柱按照17版新鋼標(biāo)驗(yàn)算的強(qiáng)度結(jié)果偏小，原因是經(jīng)處理后的彎矩設(shè)計(jì)值減小，而焊接H形截面則一致。

3.2 穩(wěn)定驗(yàn)算

    1.相較03版鋼規(guī)，17版新鋼標(biāo)中，對(duì)梁上無板情況，不再依據(jù)“受壓翼緣的自由長(zhǎng)度l1與其寬度b1之比”控制是否驗(yàn)算整體穩(wěn)定。以工字梁為例，梁上無板，L1/b1分別大于和小于13，對(duì)比并校核了03版鋼規(guī)和V42-17版新鋼標(biāo)程序整體穩(wěn)定驗(yàn)算結(jié)果，表明程序處理正確。

    2.相較03版鋼規(guī)，17版新鋼標(biāo)中，新增框架梁下翼緣穩(wěn)定驗(yàn)算。V42-17版新鋼標(biāo)程序?qū)ν瑫r(shí)滿足三個(gè)條件（梁上有板且梁端有負(fù)彎矩、非閉口截面、正則化長(zhǎng)細(xì)比大于0.45）的框架梁驗(yàn)算下翼緣穩(wěn)定，并輸出驗(yàn)算結(jié)果。以工字梁為例，校核了V42-17版新鋼標(biāo)程序框架梁正則化長(zhǎng)細(xì)比和下翼緣穩(wěn)定應(yīng)力比結(jié)果，介紹了程序內(nèi)的處理方式。

    3.相較03版鋼規(guī)，17版新鋼標(biāo)中，截面分類表發(fā)生變化，主要表現(xiàn)為標(biāo)準(zhǔn)工字鋼（b/h>0.8）和軋制等邊角鋼截面分類與鋼號(hào)相關(guān)，屈服強(qiáng)度達(dá)到和超過345MPa時(shí)，穩(wěn)定系數(shù)可提高一類采用。V42-17版新鋼標(biāo)程序根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)工字鋼、軋制等邊角鋼的鋼號(hào)自動(dòng)判斷截面分類，以標(biāo)準(zhǔn)工字鋼（b/h>0.8）軸心受壓支撐為例，對(duì)比并校核了03版鋼規(guī)和V42-17版新鋼標(biāo)程序穩(wěn)定結(jié)果，表明程序處理正確。

    4.相較03版鋼規(guī)，17版新鋼標(biāo)中，壓彎構(gòu)件穩(wěn)定驗(yàn)算等效彎矩系數(shù)βmx發(fā)生變化：有側(cè)移時(shí)，當(dāng)N<<Ncr時(shí)，βmx≈1，與03版鋼規(guī)基本一致，無側(cè)移時(shí)，較03版鋼規(guī)偏?。欢刃澗叵禂?shù)βtx規(guī)定相同。以焊接H形柱為例，對(duì)比并校核了03版鋼規(guī)和V42-17版新鋼標(biāo)程序有側(cè)移、無側(cè)移情況下的穩(wěn)定結(jié)果，有側(cè)移時(shí)基本一致，無側(cè)移時(shí)新鋼標(biāo)程序結(jié)果減小。

    5.相較03版鋼規(guī)，17版新鋼標(biāo)中，壓彎構(gòu)件穩(wěn)定新增圓鋼管截面驗(yàn)算方法。以圓鋼管柱為例，對(duì)比并校核了03版鋼規(guī)和V42-17版新鋼標(biāo)程序有側(cè)移、無側(cè)移情況下的穩(wěn)定結(jié)果：一般來說新鋼標(biāo)程序結(jié)果偏小，原因是經(jīng)處理后的彎矩設(shè)計(jì)值減小，但某種情況下新鋼標(biāo)程序結(jié)果反而偏大，如按照無側(cè)移計(jì)算且存在反彎點(diǎn)，原因是此情況下的等效彎矩系數(shù)較大。

上文來自《PKPM新天地》