不锈钢结构设计规范的比较研究.pdf免费

钢结构设计和分析 不锈钢结构设计规范的比较研究 吴耀华1舒赣平2郝建武3 (中国京冶工程技术有限公司 北京100088；2．东南大学南京210096； 3．太原钢铁集团设计院太原030003) 摘要：本文介绍了不锈钢材料的特点，对比研究了国外有关不锈钢结构标准和规范中关于材料、基本设 计准则以及受拉、受压、受弯时强度、刚度、稳定性等设计的理论基础和计算方法，介绍了各规范对不锈 钢结构的防火，疲劳计算的规定，期望能对我国制订不锈钢结构设计规范起参考作用． 关键词：不锈钢；规范；比较 1 引言 1．1不锈钢材料的特点 ． 不锈钢作为结构材料，除了具有普通钢材具有的强度、刚度等力学性能和可加工性能外，其耐 腐蚀性、延性和防火性能更为突出，不锈钢作为建筑表面材料则具备外观精美、清亮、使用年限长、 可回收等特点，是一种绿色环保材料。 与碳素钢和低合金钢比较，不锈钢的力学性能有以下几个显著不同：一是不锈钢材料的应力应 变曲线没有明显的屈服点，是一条连续光滑的曲线；二是其非线性特征：三是具有各向异性特点。 不锈钢还具有良好的高温强度和低温韧性。普通碳素钢大约在400℃时其屈服强度降低到30％。 而不锈钢在700℃的高温时的强度仍可保持50％；而且，由于不锈钢的导热值较低(相当于碳素钢的 0．3’O．5倍)，不会通过导热使火情扩大，因此，其防火性能比钢结构优越。不锈钢具有优良的冲击 韧性，尤其在低温下更比普通碳钢要好得多。 在欧洲、美国、日本、加拿大、澳大利亚／新西兰等国家和地区均制订了不锈钢结构设计规范。 1．2欧洲 欧洲不锈钢市场发展协会(EuroInox)于1994年出版了《不锈钢结构设计手册》，该手册于 ofsteelstructures， 1996年经修订成为欧洲钢结构设计规范增补条文，即ENVl993一卜4Design rulesforstainless supplementary steel。2002年EuroInox出版《不锈钢结构设计手册》第 二版，该版还增加了圆钢管构件和防火设计内容。欧标ENVl993-1-4于2006年出版了必威体育精装版版本。 1．3 美国 修订后成为美国土木工程协会(ASCE)《冷成型不锈钢结构设计规范》。在1991年的更新版本中，增 加了不锈钢的种类，同时引入了极限状态设计不法(LRFD)与容许应力法(ASD)并行。必威体育精装版推出的 是《冷成型不锈钢结构设计规范》SEI／ASCE8—02，其中增加了更多钢种，修改了部分公式。 1．4澳大利亚／新西兰 澳大利亚和新西兰以美国《冷成型不锈钢结构设计规范》SEI／ASCE8—90为基础，于2001年联 合制定了《冷成型不锈钢结构设计规范》AS／NZS4673：2001。 1．5 日本 日本不锈钢建筑协会1995年制订了《不锈钢结构设计与施工规程》(日文版)，该规程包含了焊 缝组合截面，且对厚板也适用。 2基本内容及设计准则 2．1欧洲规范 断面：规范中既包含冷成型截面，还包括不锈钢板焊接组合截面的设计指南(在美、澳／新规范 钢结构设计基本规定)基础上的扩展。 66 钢结构2009年增刊 昊耀华，等：不锈钢结构设计规范的比较研究 内容：不仅包括了总则、材料、构件设计、连接等内容，而且含疲劳设计准则(参照碳钢的设 计准则)，不锈钢结构抗火估算。 2．2美国规范 304和316高，抗腐蚀性同304，主要用于污水处理设备)。 断面：用退火的冷卷板、带钢、钢板冷成型的不锈钢构件。加工方法限制：常温下弯折、模压、 轧制，不适用于焊接组合截面(一般有明显的残余应力) 内容：规范中给出了承受静荷载作用的不锈钢结构构件及连接节点的强度设计。没有疲劳设计 和抗火估算，规范不适用于热轧截面。 2．3澳大利亚／新西兰规范 钢种：奥氏体不锈钢：304、304L、 铁素体不锈钢409、430 双相