波纹腹板钢结构技术规程(送审稿)

'CECS188:2009中国工程建设标准化协会标准波纹腹板钢结构技术规程(送审稿)Technicalspecifivationforcorrugatedwebsteelstructure(draftstandardforexamination)2009年11月上海 中国工程建设标准化协会标准波纹腹板钢结构技术规程(送审稿)Technicalspecifivationforcorrugatedwebsteelstructure(draftstandardforexamination)CECS188:2009主编单位：同济大学中国建筑标准设计研究所批准单位：中国工程建设标准化协会2009年11月上海 波纹腹板钢梁结构技术规程说明各相关单位、专家：由同济大学和之江钢铁(上海)有限公司主编的《波纹腹板钢结构技术规程》经过多方努力，听取各方面意见并多次修改，现已完成征求意见稿的编制工作。《波纹腹板钢结构技术规程》已于2008年8月在中国建筑标准设计研究所立项。为使该规程能更好地反映和适应当今实际情况，编制组拟就该规程对有关单位进一步征求意见。现将送审稿发布，恳请各相关单位提出审查意见。同济大学联络人：张哲021-65985318之江钢铁(上海)有限公司联络人：唐鹏021-61538858注：之江钢铁(上海)有限公司已经采用自动成型焊接设备开始批量生产“之型钢”，相关单位在技术保障的前提下可以开始采用。波纹腹板钢梁结构技术规程-3- 波纹腹板钢梁结构技术规程目录第一章总则1第二章术语和符号22.1术语22.2符号2第三章材料5第四章基本设计规定74.1设计原则74.2设计强度8第五章波纹腹板钢构件115.1轴心受力构件115.2轴心受压构件115.3受弯构件125.4拉弯和压弯构件175.5受压翼缘的局部稳定195.6构件的变形计算19第六章波纹腹板H型钢组合梁226.1一般规定226.2组合梁设计226.3挠度计算27第七章连接节点307.1设计原则307.2梁-梁连接307.3梁-柱连接32第八章制造、安装和防腐蚀408.1波纹腹板钢构件的制造408.2波纹腹板钢构件的防腐处理418.3波纹腹板钢构件的制造容许误差41型钢表43本规范用词说明47引用标准名录48条文说明50-3- 波纹腹板钢梁结构技术规程Contents1GeneralProvisions12TermsandSymbols22.1Terms22.2Symbols23Materials54BasicRequirementsforStructuralDesigns74.1DesignPrinciples74.2DesignStrength85SteelMemberswithCorrugatedWebs115.1AxiallyloadedMembers115.2AxiallyCompressedMembers115.3BendingMembers125.4Tension-bendingandCompression-bendingMembers175.5LocalStabilityofCompressedFlange195.6DeformationComputingofMembers196CompositeBemswithCorrugatedSteelWebs226.1GeneralProvison226.2DesignofCompositeBeams226.3DeformationComputing277ConnectionJoints307.1DesignPrinciples307.2Beam-BeamConnections307.3Beam-ColumnConnections328Manufacture,InstallationandAnticorrosion408.1ManufactureofSteelMemberswithCorrugatedWebs408.2CorrosionProtectionofSteelMemberswithCorrugatedWebs418.3TolerancesofSteelMemberswithCorrugatedWebs41SectionSteelTables43NotetheWordingofThisSpecification47DirectoriesofQuotingStandardS48ProvisionsExplanations50-3- 波纹腹板钢梁结构技术规程第一章总则1.0.1为使波纹腹板钢结构的设计和施工做到技术先进、经济合理、安全适用，特制订本规程。1.0.2本规程适用于一般工业与民用建筑和桥梁所采用的波纹腹板钢构件及其所构成的结构。1.0.3本规程所适用构件，在有强烈腐蚀作用环境条件下不宜采用波纹腹板钢构件。1.0.4本规程是根据国家标准《建筑结构设计统一标准》(GBJ68-84)规定的原则制订的。符号、计量单位和基本术语按照国家标准《建筑结构设计通用符号、计量单位和基本术语》(GBJ83-85)的规定采用。1.0.5按本规程设计和施工时，除本规程有明确规定外，荷载应按照国家标准《建筑结构荷载规范》(GBJ9-87)的规定执行，设计尚应符合国家标准《钢结构设计规范》(GB50017-2003)、《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)和《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)的要求；材料和施工质量尚应符合国家标准《钢结构工程施工质量验收规范》(GB50205-2001)和《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204-2002)的要求。1.0.6对有防火和防腐蚀要求的结构，应按有关的专门规定，作防火和防腐蚀处理。-1- 波纹腹板钢梁结构技术规程第二章术语和符号2.1术语2.1.1波纹腹板钢构件（steelmemberswithcorrugatedwebs）由波纹腹板和平板翼缘构成的工字型或箱型构件。2.1.2波纹腹板钢结构（steelstructureswithcorrugatedwebs）由波纹腹板钢构件组成的钢结构2.1.3波纹腹板H型钢组合梁（compositebemswithcorrugatedsteelwebs）由混凝土翼板及波纹腹板H型钢组成的组合梁2.2符号2.2.1作用和作用效应设计值N——轴心力——绕强轴作用的最大弯矩P——波纹腹板钢梁上翼缘作用的沿腹板平面作用的横向荷载2.2.2计算指标E——钢材的弹性模量G——钢材的剪切模量——正应力f——材料的抗拉、抗压和抗弯强度设计值——腹板钢材的抗剪承载力设计值——波纹腹板局部屈曲的弹性极限承载力——纹腹板整体屈曲的弹性极限承载力——翼缘材料的屈服强度-46- 波纹腹板钢梁结构技术规程——腹板材料的屈服强度——腹板承载力——翼缘承载力——翼缘的塑性抗弯承载力2.2.3几何参数——一个翼缘的面积一个翼缘的净截面积A——构件毛截面面积——构件承受横向荷载的面积——腹板截面积b——波纹中水平板带的宽度d——波纹中倾斜板带的水平投影宽度——波纹中倾斜板带倾角——波纹高度q——腹板波纹的波长s——波长的展开长度——净截面抵抗矩——梁截面模量h——梁上下翼缘形心间距H——梁截面全高——截面对y轴的惯性矩——截面的抗扭惯性矩——截面翘曲常数——在弯矩作用平面内对受压纤维的毛截面模量——受压翼缘的自由长度——腹板高度——腹板厚度-46- 波纹腹板钢梁结构技术规程——翼缘宽度——翼缘厚度c——荷载分布宽度c0——集中荷载在腹板计算高度边缘的假定分布长度2.2.4计算系数及其他——柱子的整体稳定系数——整个构件对x轴的长细比；——换算长细比——考虑屈曲的承载力折减系数——截面塑性发展系数——梁的整体稳定系数——梁整体稳定的等效临界弯矩系数-46- 波纹腹板钢梁结构技术规程第三章材料3.0.1用于承重结构的波纹腹板钢构件的钢带或钢板，宜采用国家现行《普通碳素结构钢》GB/T700规定的Q235钢和《低合金结构钢技术条件》GB/T1591规定的Q345、Q390和Q420钢。当有可靠根据时，可采用其他钢号钢材。3.0.2用于承重结构的波纹腹板钢构件的钢带或钢板应保证抗拉强度、伸长率、屈服点冷弯试验合格和碳、硫、磷的极限含量。3.0.3用于地震区的波纹腹板钢构件若承受地震作用，则构件翼缘的材料应符合《建筑抗震设计规范》（GB50011）的要求。3.0.4波纹腹板钢构件的连接材料应符合下列要求:1手工焊接采用的焊条，应符合现行国家标准《碳钢焊条》GB/T5117或《低合金钢焊条》GB/T5118的规定。选择的焊条型号应与主体金属力学性能相适应。对直接承受动力荷载或振动荷载且需要验算疲劳的波纹腹板钢构件，宜采用低氢型焊条。2自动焊接或半自动焊接采用的焊丝和相应的焊剂应与主体金属力学性能相适应，并应符合现行国家标准的规定。3普通螺栓应符合现行国家标准《六角头螺栓C级》GB/T5780和《六角头螺栓》GB/T5782的规定。4高强度螺栓应符合现行国家标准《钢结构用高强度大六角头螺栓》GB/T1228、《钢结构用高强度大六角螺母》GB/T1229、《钢结构用高强度垫圈》GB/T1230-46- 波纹腹板钢梁结构技术规程、钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件》GB/T1231或《钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副》GB/T3632，《钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副技术条件》GB/T3633的规定。5圆柱头焊钉(栓钉)连接件的材料应符合现行国家标准电弧螺栓焊用《圆柱头焊钉》GB/T10433的规定。-46- 波纹腹板钢梁结构技术规程第四章基本设计规定4.1设计原则4.1.1本规范采用以概率理论为基础的极限状态设计方法，以分项系数设计表达式进行计算。4.1.2波纹腹板钢梁结构应按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行设计。4.1.3设计波纹腹板钢结构时的重要性系数应根据结构的安全等级、设计使用年限确定。一般工业与民用建筑波纹腹板钢梁结构的安全等级取为二级，设计使用年限为50年时，其重要性系数不应小于1.0；设计使用年限为25年时，其重要性系数不应小于0.95。特殊建筑波纹腹板钢梁结构安全等级、设计使用年限另行确定。4.1.4按承载能力极限状态设计波纹腹板钢结构，应考虑荷载效应的基本组合，必要时尚应考虑荷载效应的偶然组合，采用荷载设计值和强度设计值进行计算。荷载设计值等于荷载标准值乘以荷载分项系数；强度设计值等于材料强度标准值除以抗力分项系数。4.1.5按正常使用极限状态设计波纹腹板钢结构，应考虑荷载效应的标准组合，采用荷载标准值和变形限值进行计算。4.1.6-46- 波纹腹板钢梁结构技术规程计算结构构件和连接时，荷载、荷载分项系数、荷载效应组合和荷载组合值系数的取值，应符合现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009-2001（2006版）的规定。4.2设计强度4.2.1钢材的强度设计值应按表1采用。表1钢材的强度设计值（）钢材抗拉、抗压抗剪端面承压（刨平顶紧）牌号厚度或直径(mm)Q235≤16215125325>16~40205120>40~60200115>60~100190110Q345≤16310180400>16~35295170>35~50265155>50~100250145Q390≤16350205415>16~35335190>35~50315180>50~100295170Q420≤16380220440>16~35360210>35~50340195>50~100325185-46- 波纹腹板钢梁结构技术规程4.2.2焊缝的强度设计值应按表2采用。表2焊缝的强度设计值（）焊接方法和焊条型号构件钢材对接焊缝角焊缝抗压焊接质量为下列等级时，抗拉抗剪抗压、抗拉、抗剪一级、二级三级牌号厚度或直径(mm)自动焊、半自动焊和E43型焊条的手工焊Q235≤16215215185125160>16~40205205175120>40~60200200170115>60~100190190160110自动焊、半自动焊和E50型焊条的手工焊Q345≤16310310265180200>16~35295295250170>35~50265265225155>50~100250250210145自动焊、半自动焊和E55型焊条的手工焊Q390≤16350350300205220>16~35335335285190>35~50315315270180>50~100295295250170Q420≤16380380320220220-46- 波纹腹板钢梁结构技术规程自动焊、半自动焊和E55型焊条的手工焊>16~35360360305210>35~50340340290195>50~1003253252751854.2.3钢材和钢铸件的物理性能指标按照表3采用。表3钢材和钢铸件的物理性能指标弹性模量E（）剪切模量G（）膨胀系数α（以每℃计）质量密度ρ（）2.06×10579×10312×10-67850-46- 波纹腹板钢梁结构技术规程第五章波纹腹板钢构件5.1轴心受力构件5.1.1波纹腹板构件的轴向抗拉和抗压强度应按照下式验算：(1)式中——正应力N——轴心力——一个翼缘的净截面积，——材料的抗拉、抗压和抗弯强度设计值。图1构件截面尺寸示意图5.2轴心受压构件5.2.2轴心受压构件的整体稳定性应按下式计算：(2)式中——柱子的整体稳定系数，按照b类截面确定。当验算构件-46- 波纹腹板钢梁结构技术规程绕强轴方向的整体稳定时，应采用如下换算长细比：(3)(4)式中——整个构件对x轴的长细比；A——构件截面面积；——构件承受横向荷载的面积；q——腹板波纹的波长；s——一个波长的展开长度。图2波纹腹板几何参数示意图当验算构件绕弱轴方向的整体稳定，可以按照普通b类截面计算其稳定系数。5.3受弯构件5.3.1构件的抗剪承载力（1）如有充分试验证明波纹腹板屈服前不发生屈曲，腹板的抗剪承载力应按下列公式计算：(5)式中，为腹板钢材的抗剪承载力设计值。-46- 波纹腹板钢梁结构技术规程(2)如没有充足试验证明波纹腹板屈服前不发生屈曲，抗剪承载力应按照下列公式计算：(6)为考虑屈曲的承载力折减系数，取、的较小值：(7)(8)(9)(10)(11)(12)式中，和分别为局部屈曲和整体屈曲对应的弹性极限承载力，为屈曲系数，局部屈曲可取为5.34，整体屈曲可取为31.6，，，，。5.3.2波纹腹板钢梁的弯曲承载力应满足下列要求：1）截面强度(13)式中——截面塑性发展系数，取为1.0——净截面抵抗矩，——梁截面的全高；h——梁上下翼缘形心之间的距离-46- 波纹腹板钢梁结构技术规程——截面塑性发展系数，取为1.0——净截面抵抗矩，2）整体稳定(14)(15)式中——绕强轴作用的最大弯矩；——按受压纤维确定的梁毛截面模量，。——梁的整体稳定系数，应按下列规定采用。——梁整体稳定的等效临界弯矩系数，按表4采用；——截面对y轴的惯性矩，——梁上下翼缘形心间距离；——截面的抗扭惯性矩，；——截面的翘曲常数，——受压翼缘的自由长度当按上式算的的大于0.45时，应用下式计算的代替值：(16)表4等效临界弯矩系数项次侧向支承荷载ξ≤2.0ξ>2.01上翼缘0.69+0.13ξ0.95-46- 波纹腹板钢梁结构技术规程跨中无侧向支承均布荷载作用在2下翼缘1.73-0.20ξ1.333集中荷载作用在上翼缘0.73+0.18ξ1.094下翼缘2.23-0.28ξ1.675跨度中点有一个侧向支承点均布荷载作用在上翼缘1.156下翼缘1.407集中荷载作用在截面高度上任何位置1.758跨中有不少于两个等距离侧向支承点任意荷载作用在上翼缘1.29下翼缘1.410梁端有弯矩，但跨中无荷载作用1.75-1.05+0.3≤2.3注：1.，b1为受压翼缘的宽度，l1为受压翼缘的自由长度。2.M1和M2为梁的端弯矩，使梁产生同向曲率时，M1和M2取同号，产生反向曲率时，取异号，。3.表中项次3、4和7的集中荷载是指一个或少数几个集中荷载位于跨中附件的情况，对于其他情况的集中荷载，应按表中项次1、2、5、6内的数值采用。4.表中项次8、9的，当集中荷载作用在侧向支承点处时，取=1.20。5.荷载作用在上翼缘系指荷载作用点在翼缘表面，方向指向截面形心；荷载用在下翼缘，系指荷载作用点在翼缘表面，方向背向截面形心。5.3.4当满足下列条件之一时可以不计算梁的整体稳定1.有铺板(各种钢筋混凝土板和钢板)密铺在梁的受压翼缘并与其牢固相连、能阻止梁受压翼缘的侧向位移时。2.波纹腹板钢梁简支梁受压翼缘的自由长度l1与其宽度b1之比不超过所规定的数值时。表5波纹腹板钢梁简支梁不需计算整体稳定性的最大l1/b1值钢号跨中无侧向支承点的梁跨中有侧向支撑点的梁，不论荷载作用在何处荷载作用在上翼缘荷载作用在下翼缘Q23513.020.016.0-46- 波纹腹板钢梁结构技术规程Q34510.516.513.0Q39010.015.512.5Q4209.515.012.05.3.5当波纹腹板钢梁上翼缘受有沿腹板平面作用的集中荷载，且该荷载处又未设置加劲肋时，腹板计算高度上边缘的局部承压强度应按下式验算：图3局部承压试验简图1）当荷载有效分布宽度c0小于腹板波纹的波长q时：(17)式中，c0——集中荷载在腹板计算高度边缘的假定分布长度，按下式计算：(18)——腹板承载力，——翼缘承载力，，——为翼缘的塑性抗弯承载力，，——翼缘宽度，——翼缘材料的设计强度，——腹板材料的设计强度，——翼缘厚度，c——集中荷载沿梁跨度方向的支承长度，-46- 波纹腹板钢梁结构技术规程——自梁顶至腹板计算高度上边缘的距离，——轨道的高度，a——为负弯矩塑性铰间距或取：(19)2）当荷载假定分布宽度c0大于腹板波纹的波长q时：(20)式中，，和按下式取值：(21)(22)5.4拉弯和压弯构件5.4.1拉弯和压弯构件的强度计算弯矩作用平面内的拉弯和压弯构件，其强度应按照下列公式计算：(23)式中，、——截面塑性发展系数，可以分别取为1.0和1.2。、——净截面抵抗矩。5.4.2弯矩作用平面内的整体稳定计算弯矩作用在平面内的波纹腹板压弯构件，其稳定性可以按下式子验算：-46- 波纹腹板钢梁结构技术规程(24)式中N——所计算杆件段内的轴线压力；——参数，；——弯矩作用平面内轴线受压构件的整体稳定系数，和按照换算长细比确定；——在弯矩作用平面内对受压纤维的毛截面模量，，；——弯矩等效系数，按照下列规定采用：1）框架柱和两端支承的构件：i.无横向荷载作用时：，和为端弯矩，使构件产生同向曲率(无反弯点)时取同号；使构件产生反向曲率(有反弯点)时取异号，；ii.有端弯矩和横向荷载同时作用时，使构件产生同向曲率时，=1.0；使构件产生反向曲率时，=0.85；iii.无端弯矩但有横向荷载作用时，=1.0。2）悬臂构件和分析内力未考虑二阶效应的无支撑纯框架和弱支撑框架柱，=1.0。5.4.3弯矩作用平面外的整体稳定计算应按照轴心受压杆件计算波纹腹板钢梁受压翼缘的稳定性。受压翼缘的轴力设计值按照下式计算：-46- 波纹腹板钢梁结构技术规程(25)式中，N1——受压翼缘所受轴力设计值；N——杆件轴压力设计值；M——杆件弯矩设计值。5.5受压翼缘的局部稳定5.5.1波纹腹板钢梁轴压、受弯和压弯构件中受压翼缘的局部稳定，应通过板件的宽厚比进行控制。受压翼缘自由外伸宽度b与厚度比值应满足下列要求：(26)(27)5.6构件的变形计算5.6.1跨中受集中力作用的简支梁的挠度可按下式计算：(28)(29)-46- 波纹腹板钢梁结构技术规程式中P——横向集中力；l——梁的跨度。简支梁在均布荷载作用下的挠度可按下式计算：(30)或者在设计中仅考虑梁的弯曲刚度，但对梁的刚度进行折减：(31)5.6.2对于两端固支的梁、连续梁及框架梁在跨中荷载作用下的挠度可按下式计算：(32)对于两端固支的梁、连续梁及框架梁在均布荷载作用下的挠度可按下式计算：(33)或者在设计中仅考虑梁的弯曲刚度，但对梁的刚度进行折减：(34)5.6.3通过有限元软件计算波纹腹板钢结构的变形时，建立单元刚度矩阵时需要考虑构件剪切变形的影响，刚度矩阵应为：-46- 波纹腹板钢梁结构技术规程(35)矩阵中A=2Af，而I为只考虑上下翼缘影响的惯性矩，，。-46- 波纹腹板钢梁结构技术规程第六章波纹腹板H型钢组合梁6.1一般规定6.1.1本章规定一般用于不直接承受动力荷载由混凝土翼板与钢梁通过抗剪连接件组成的组合梁。组合梁的翼板可用现浇混凝土板，亦可用混凝土叠合板或压型钢板混凝土组合板，其中混凝土板应按现行国家标准《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)的规定进行设计。6.1.2混凝土翼板有效宽度按照《钢结构设计规范》(GB50017-2003)中的计算方法确定。6.1.3组合梁（含部分抗剪连接组合梁）的挠度应按弹性方法进行计算，并按第的规定考虑混凝土翼板和钢梁之间的滑移效应对组合梁刚度的影响。6.1.4组合梁施工时，若钢梁下无临时支承，则混凝土硬结前的材料重量和施工荷载应由钢梁承受，钢梁应按本规程第5章规定计算强度、稳定性和变形。6.2组合梁设计6.2.1完全抗剪连接组合梁的抗弯强度应按下列规定计算：1）塑性中和轴在混凝土翼板内，即时：-46- 波纹腹板钢梁结构技术规程(36)(37)式中M——正弯矩设计值A——钢梁翼缘面积和图6.1塑性中和轴位于混凝土翼板内时组合梁截面及应力图形2）当塑性中和轴位于钢梁上翼缘内，即时，(38)图6.2塑性中和轴位于钢梁上翼缘内时组合梁截面及应力图形3）塑性中和轴位于钢梁腹板内(39)-46- 波纹腹板钢梁结构技术规程式中——钢梁上翼缘面积图6.3塑性中和轴位于钢梁腹板内时组合梁截面及应力图形6.2.2负弯矩作用区段：1）当塑性中和轴在钢梁腹板内：(40)式中，——负弯矩区混凝土翼板有效宽度范围内的纵向钢筋截面面积。——钢梁上翼缘的面积——钢筋抗拉强度设计值。——纵向钢筋截面形心至钢梁上翼缘形心的距离。图6.4负弯矩作用时组合梁截面及应力图形（中和轴位于钢梁腹板）-46- 波纹腹板钢梁结构技术规程2）塑性中和轴位于钢梁上翼缘内(41)式中，为钢梁下翼缘的面积图6.5负弯矩作用时组合梁截面及应力图形（中和轴位于钢梁上翼缘）6.2.3部分抗剪连接组合梁弯曲强度1）塑性中和轴位于钢梁腹板内(42)(43)图6.6部分抗剪连接组合梁计算简图（中和轴位于钢梁腹板内）2）当塑性中和轴位于钢梁上翼缘内(44)-46- 波纹腹板钢梁结构技术规程(45)式中，——部分抗剪连接组合梁抗弯承载力；——部分抗剪连接时一个剪跨区的抗剪连接件数目；——每个抗剪连接件的纵向抗剪承载力。图6.7部分抗剪连接组合梁计算简图（中和轴位于钢梁上翼缘内）6.2.4组合梁的抗剪承载应根据混凝土翼板的剪跨比采取不同的计算公式，其中当剪跨比>10，可以按照下式计算：(46)式中，——腹板高度——腹板厚度——腹板材料的设计强度当剪跨比≤10时，可以考虑混凝土翼板抗剪能力，组合梁抗剪承载力可以按照下式计算：(47)6.2.5抗剪连接件的计算可以按照钢结构规范《GB20017-2003》的有关规定进行。-46- 波纹腹板钢梁结构技术规程6.3挠度计算6.3.1组合梁的挠度应分别按荷载的标准组合和准永久组合进行计算，以其中较大值作为依据。挠度计算可按结构力学公式进行，仅受正弯矩作用的组合梁，其抗弯刚度应取考虑滑移效应的折减刚度，连续组合梁应按变截面刚度梁进行计算。在上述两种荷载组合中，组合梁应各取其相应的折减刚度。6.3.2组合梁考虑滑移效应的折减刚度B可按下式确定：(48)式中E——钢梁的弹性模量——组合梁的换算截面惯性矩；对荷载的标准组合，可将截面中的混凝土翼板有效宽度除以钢材与混凝土弹性模量换算为钢截面宽度后，计算整个截面的惯性矩；对荷载的准永久组合，则除以2进行换算；对于钢梁与压型钢板混凝土组合板构成的组合梁，取其较弱截面的换算截面进行计算，且不计压型钢板的作用。——刚度折减系数，按下条计算。6.3.3刚度折减系数按下式计算（当≤0时，取=0）(49)(50)-46- 波纹腹板钢梁结构技术规程(51)(52)(53)(54)式中——混凝土翼板截面面积；对压型钢板混凝土组合板的翼板，取其较弱截面的面积，且不考虑压型钢板；A——钢梁截面面积；I——钢梁截面惯性矩；——混凝土翼板的截面惯性矩；对压型钢板混凝土组合板的翼板，取其较弱截面的惯性矩，且不考虑压型钢板，——钢梁截面形心到混凝土翼板截面（对压型钢板混凝土组合板为其较弱截面）形心的距离；k——抗剪连接件的刚度系数，(N/mm)；p——抗剪连接件之间的纵向间距(mm)；——抗剪连接件在一根梁上的列数。6.3.4波纹腹板H型钢组合梁的挠度需要考虑梁剪切变形的影响，因此其刚度应按下式计算：(55)式中——组合梁总刚度——组合梁抗弯刚度-46- 波纹腹板钢梁结构技术规程——组合梁剪切刚度-46- 波纹腹板钢梁结构技术规程第七章连接节点7.1设计原则7.1.1波纹腹板钢结构的节点连接，可采用焊接、高强度螺栓连接和栓焊混合连接。7.1.2节点的焊缝连接，根据受力情况可采用全熔透或部分熔透焊缝，遇下列情况之一时应采用全熔透焊缝：一、要求与母材等强的焊接连接二、框架节点塑性区段的焊接连接。7.1.3焊缝的坡口形式和尺寸，应按现行国家标准《手工电弧焊焊缝坡口的基本形式和尺寸》（GB985）和《埋弧焊焊缝坡口的基本形式和尺寸》（GB986）的规定采用，或选用其他适用的规定。7.1.4焊缝熔敷金属应与母材强度相匹配。不同强度的钢材焊接时，焊接材料的强度应按强度较低的钢材采用。7.1.5节点连接强度应根据其所受的轴力、弯矩和剪力分别验算强度。7.2梁-梁连接7.2.1次梁-主梁节点宜采用简支连接（图7.1），必要时也可采用刚接连接。-46- 波纹腹板钢梁结构技术规程图7.1次梁-主梁节点7.2.2梁的拼接可采用下列接头形式：一、翼缘采用全熔透焊缝连接，腹板用高强度螺栓连接（图7.2）；二、翼缘和腹板采用高强度螺栓连接；三、翼缘和腹板采用全熔透焊缝连接。-46- 波纹腹板钢梁结构技术规程图7.2梁-梁拼接屋脊节点梁的拼接宜采用图7.3的方式连接：图7.3屋脊梁-梁拼接节点7.3梁-柱连接7.3.1框架梁与柱的连接宜采用柱贯通型。7.3.2梁-柱之间的铰接可以在梁高度范围内设置梁、柱的竖向连接板，然后通过高强度螺栓连接（图7.4）。-46- 波纹腹板钢梁结构技术规程图7.4梁-柱铰接（强轴方向）7.3.3当梁端垂直于工字型柱腹板与柱铰接时，应在梁高度范围内设置柱的竖向连接板，梁连接板与柱连接板用高强度螺栓连接（图7.5）。-46- 波纹腹板钢梁结构技术规程图7.5梁-柱铰接（弱轴方向）7.3.4在互相垂直的两个方向都与柱铰接连接的柱，可采用箱型或H型截面（图7.6）。-46- 波纹腹板钢梁结构技术规程图7.6梁-箱型柱铰接连接7.3.5梁-柱刚性连接时，应按下列各项进行验算：一、梁与柱的连接在弯矩和剪力下的承载力；二、在梁上线翼缘标高处设置的柱水平加劲肋或隔板的厚度。三、节点域的抗剪强度。7.3.6当梁与柱翼缘刚性连接时，梁翼缘与柱采用全熔透的焊缝连接，梁腹板与柱宜采用摩擦型高强度螺栓连接（图7.7）。-46- 波纹腹板钢梁结构技术规程图7.7梁-柱刚接（强轴方向）7.3.7当梁端垂直于工字型柱腹板与柱刚接时，应在梁翼缘对应位置设置柱的横向加劲肋，在梁高度范围内设置柱的竖向连接板。梁柱的现场连接中，梁翼缘与柱横向加劲肋用全熔透的焊缝连接，应避免连基础板件宽度的突变，腹板与柱连接板用高强度螺栓连接（图7.8）。-46- 波纹腹板钢梁结构技术规程图7.8梁-柱刚接（弱轴方向）7.3.8在互相垂直的两个方向都与柱刚性连接的柱，宜采用箱型截面（图7.9）。-46- 波纹腹板钢梁结构技术规程图7.9梁-箱型柱刚接连接7.3.9梁翼缘与柱焊接时，应全部采用全熔透坡口焊缝，并按规定设置衬板，翼缘坡口两侧设置引弧板。在梁腹板上下端应做扇形切角，半径宜取35mm，扇形切角端部与梁翼缘连接处，应以半径=10mm的圆弧过渡，衬板反面与柱翼缘相接处宜适当焊接。7.3.10梁与柱刚性连接时，应在梁翼缘的对应位置设置柱的水平加劲肋（或隔板）。对于抗震设防的结构，水平加劲肋应与梁翼缘等厚。对非抗震设防的结构，水平加劲肋应能传递梁翼缘的集中力，其厚度不得小于梁翼缘厚度的1/2，并应符合板件宽厚比限值。水平加劲肋的中心线应与梁翼缘的中心线对准。7.3.11门式钢架中梁-柱节点连接宜采用图7.10的形式：-46- 波纹腹板钢梁结构技术规程图7.10梁-柱节点3-46- 波纹腹板钢梁结构技术规程第八章制造、安装和防腐蚀8.1波纹腹板钢构件的制造8.1.1波纹腹板钢构件可由薄壁、波折钢板构成的腹板及平钢板构成的翼缘焊接而成。截面高度宜不小于400mm，不大于2000mm。其构造形式及截面尺寸见图4。图4波纹腹板钢梁截面尺寸示意图波纹腹板形式可为梯形、矩形和正弦曲线等。8.1.2构件尺寸构件模数可根据专业生产厂家设备情况定义。1、腹板尺寸：厚度：2.0、3.0、4.02、波纹尺寸：波纹的尺寸应满足下列一些基本条件：-46- 波纹腹板钢梁结构技术规程hr=30~100mm，b/c=1~1.5，θ=40~60°，s/q=1.15~1.4，hw/tw≤600。3、翼缘尺寸：宽度：150~500mm厚度：5~40mm8.2波纹腹板钢构件的防腐处理8.2.1波纹腹板构件应在工厂内进行防腐处理，防腐涂层厚度不小于40μm。腹板和翼缘通过角焊缝连接，在腹板未焊接的一侧，焊缝的焊喉部位需要增加一道防锈底漆。8.2.2波纹腹板构件也可以通过热电镀进行防腐处理。8.3波纹腹板钢构件的制造容许误差8.3.1波纹腹板钢梁结构的制造容许误差翼缘：按照平板和宽带钢的要求腹板：波纹水平板带宽度±2mm波纹倾斜板带投影宽度±2mm波纹高度±2mm截面高度±5mm翼缘的平行0.5%翼缘宽度纵向误差0mm；+5mm腹板初始弯曲或凹陷1%腹板高度附：推荐波形-46- 波纹腹板钢梁结构技术规程附图1推荐波形1s/q=1.25附图2推荐波形2s/q=1.17附图3推荐波形2s/q=1.15-46- 波纹腹板钢梁结构技术规程型钢表波纹腹板钢梁规格说明：CWA1000-200×10翼缘厚度mm翼缘宽度mm腹板高度mm腹板厚度mmA——2mmB——3mmC——4mm-46- 波纹腹板钢梁结构技术规程CW-500　CWA　tw=2.0mm　Aq=8.0cm2V=(KN)135CWBtw=3.0mmAq=12.0cm2203　CWC　tw=4.0mm　Aq=16.0cm2270几何尺寸质量几何参数承载力bftfHCWACWBCWC2AfIxixIyiyItIwNMmmmmmmkg/mkg/mkg/mcm2cm4cmcm4cmcm4cm6KNKNm2001052041.246.151.0402601025.5013335.7713.38670008602152201052042.446.354.2442861125.5017756.3514.711539779462372501052047.151.058.9503251325.5026047.2216.7169335910752692001252445.549.557.3483145725.6016005.7723.0104857610322582201252449.353.261.1533460325.6021306.3525.3139565511352842501252455.058.966.7603932225.6031257.2228.8204800012903233001252464.468.376.1724718625.6054008.6634.6353894415483872201553059.763.671.4664376225.7526626.3549.5176507214193552501553066.770.778.5754973025.7539067.2256.3259008816134033001553078.582.490.3905967625.7567508.6667.5447567219354843501553090.394.2102.11056962225.751071910.1078.8710720122585652502054086.490.398.11006760026.0052087.22133.33520833215053830020540102.1106.0113.81208112026.0090008.66160.06084000258064635020540117.8121.7129.51409464026.001429210.10186.79661167301075440020540133.5137.4145.216010816026.002133311.55213.314421333344086130025550125.6129.5137.415010335926.25112508.66312.57751953322580835025550145.2149.2157.017512058626.251786510.10364.612309814376394340025550164.9168.8176.620013781326.252666711.55416.7183750004300107745025550184.5188.4196.322515503926.253796912.99468.8261628424838121235030560172.7176.6184.521014747326.502143810.10630.0150544844515113240030560196.3200.2208.024016854026.503200011.55720.0224720005160129445030560219.8223.7231.627018960826.504556312.99810.03199626658051456-46- 波纹腹板钢梁结构技术规程CW-1000　CWA　tw=2.0mm　Aq=16.0cm2V=(KN)270CWBtw=3.0mmAq=24.0cm2405　CWC　tw=4.0mm　Aq=32.0cm2540几何尺寸质量几何参数承载力bftfHCWACWBCWC2AfIxixIyiyItIwNMmmmmmmkg/mkg/mkg/mcm2cm4cmcm4cmcm4cm6KNKNm20010102051.060.870.74010201050.5013335.7713.3340033386043022010102054.264.073.84411221150.5017756.3514.7452584494647325010102058.968.778.55012751350.5026047.2216.76641276107553820012102457.367.176.94812289750.6016005.7723.04096576103251622012102461.170.980.75313518750.6021306.3525.35452543113556825012102466.776.586.46015362250.6031257.2228.88001125129064530012102476.186.095.87218434650.6054008.6634.613825944154877422015103071.481.291.16616998750.7526626.3549.56856147141971025015103078.588.398.17519316750.7539067.2256.310060791161380630015103090.3100.1109.99023180150.7567508.6667.5173850471935968350151030102.1111.9121.710527043450.751071910.1078.8276068112258112925020104098.1107.9117.810026010051.0052087.22133.31354687521501075300201040113.8123.6133.512031212051.0090008.66160.02340900025801290350201040129.5139.3149.214036414051.001429210.10186.73717262530101506400201040145.2155.0164.916041616051.002133311.55213.35548800034401721300251050137.4147.2157.015039398451.25112508.66312.52954882832251613350251050157.0166.8176.617545964851.251786510.10364.64692244537631882400251050176.6186.4196.320052531351.252666711.55416.77004166743002151450251050196.3206.1215.922559097751.253796912.99468.89972729548382420350301060184.5194.3204.121055697351.502143810.10630.05685760945152259400301060208.0217.8227.724063654051.503200011.55720.08487200051602582450301060231.6241.4251.227071610851.504556312.99810.012084314158052905-46- 波纹腹板钢梁结构技术规程CW-1500　CWA　tw=2.0mm　Aq=24.0cm2V=(KN)405CWBtw=3.0mmAq=36.0cm2608　CWC　tw=4.0mm　Aq=48.0cm2810几何尺寸质量几何参数承载力bftfHCWACWBCWC2AfIxixIyiyItIwNMmmmmmmkg/mkg/mkg/mcm2cm4cmcm4cmcm4cm6KNKNm20010152060.875.690.34022801075.5013335.7713.3760033386064522010152064.078.793.44425081175.5017756.3514.71011604494671025010152068.783.498.15028501375.5026047.2216.714844401107580620012152467.181.896.64827433775.6016005.7723.09144576103277422012152470.985.6100.35330177175.6021306.3525.312171431113585125012152476.591.3106.06034292275.6031257.2228.817860500129096830012152486.0100.7115.47241150675.6054008.6634.6308629441548116122015153081.296.0110.76637871275.7526626.3549.5152747221419106425015153088.3103.0117.87543035575.7539067.2256.32241430716131209300151530100.1114.8129.59051642675.7567508.6667.53873192219351451350151530111.9126.6141.310560249775.751071910.1078.86150485722581693250201540107.9122.7137.410057760076.0052087.22133.33008333321501613300201540123.6138.4153.112069312076.0090008.66160.05198400025801935350201540139.3154.1168.814080864076.001429210.10186.78254866730102258400201540155.0169.8184.516092416076.002133311.55213.312322133334402580300251550147.2161.9176.615087210976.25112508.66312.56540820332252419350251550166.8181.5196.3175101746176.251786510.10364.610386580437632823400251550186.4201.2215.9200116281376.252666711.55416.715504166743003226450251550206.1220.8235.5225130816476.253796912.99468.822075268648383629350301560194.3209.0223.7210122897376.502143810.10630.012545760945153388400301560217.8232.6247.3240140454076.503200011.55720.018727200051603871450301560241.4256.1270.8270158010876.504556312.99810.026664314158054355-46- 波纹腹板钢梁结构技术规程本规范用词说明1为了便于在执行本规程条文时区别对待，对要求严格程度不同的用词说明如下：1）表示很严格，非这样做不可的用词：正面词用“必须”；反面词用“严禁”。2）表示严格，在正常情况下均应这样做的用词：正面词采用“应”；反面词采用“不应”或“不得”。3）表示允许稍有选择，在条件许可时首先应这样做的用词：正面词采用“宜”或“可”；反面词采用“不宜”。2条文中指定应按其他有关标准、规范执行时，写法为“应按……执行”或“应符合……要求（或规定）”。-82- 波纹腹板钢梁结构技术规程引用标准名录《建筑结构设计统一标准》(GBJ68-84)《建筑结构设计通用符号、计量单位和基本术语》(GBJ83-85)《建筑结构荷载规范》(GBJ9-87)《钢结构设计规范》(GB50017-2003)《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)《钢结构工程施工质量验收规范》(GB50205-2001)《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204-2002)《普通碳素结构钢》GB/T700《低合金结构钢技术条件》GB/T1591《建筑抗震设计规范》（GB50011）《碳钢焊条》GB/T5117《低合金钢焊条》GB/T5118《六角头螺栓C级》GB/T5780《六角头螺栓》GB/T5782《钢结构用高强度大六角头螺栓》GB/T1228《钢结构用高强度大六角螺母》GB/T1229《钢结构用高强度垫圈》GB/T1230《钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件》GB/T1231-82- 波纹腹板钢梁结构技术规程《钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副》GB/T3632《钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副技术条件》GB/T3633《圆柱头焊钉》GB/T10433《建筑结构荷载规范》GB50009-2001《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)《钢结构设计规范》(GB50017-2003)《手工电弧焊焊缝坡口的基本形式和尺寸》（GB985）《埋弧焊焊缝坡口的基本形式和尺寸》（GB986）-82- 波纹腹板钢梁结构技术规程波纹腹板钢结构技术规程条文说明-82- 波纹腹板钢梁结构技术规程目次1总则522术语和符号533材料544基本设计规定554.1设计原则554.2设计强度555波纹腹板钢构件565.1轴心受力构件565.2轴心受压构件565.3受弯构件575.4拉弯和压弯构件625.5受压翼缘的局部稳定635.6构件的变形计算646波纹腹板H型钢组合梁656.1一般规定656.2组合梁设计666.3挠度计算717连接节点747.1设计原则747.2梁-梁连接747.3梁-柱连接768制造、安装和防腐蚀838.1波纹腹板钢构件的制造838.2波纹腹板钢构件的防腐处理848.3波纹腹板钢构件的制造容许误差84-82- 波纹腹板钢梁结构技术规程1总则1.0.1本条是波纹腹板钢结构设计时应遵循的基本原则。1.0.2本条明确指出本规程仅适用于一般工业与民用建筑和桥梁所采用的波纹腹板钢构件及其所构成的结构。1.0.3本条提出了设计中应具体考虑的一些注意事项。1.0.4本条提出本规程的制定依据是国家标准《建筑结构设计统一标准》(GBJ68-84)。1.0.5本条提出在设计文件中应注明的一些事项，这些事项与保证工程质量有密切关系。1.0.6对有特殊设计要求（如防火和防腐蚀要求等），尚应符合国家现行有关规范的规定。-82- 波纹腹板钢梁结构技术规程2术语和符号本章所用的术语和符号是参考我国现行国家标准《工程结构设计基本术语和通用符号》GBJ132和《建筑结构设计术语和符号标准》GB/T50083规定编写的，并根据需要增加了一些内容。2.1术语本规程主要给出了波纹腹板钢结构设计方面的专业术语，并从钢结构设计角度赋予其特定的涵义，给出了的英文译名是参考国外某些资料拟定的，不一定是国际上标准术语。2.2符号本规程给出的常用符号并分别做出了定义，这些符号都是本规程各章节中所引用的。-82- 波纹腹板钢梁结构技术规程3材料3.0.1本条明确了适用用于承重结构的波纹腹板钢构件的钢材型号包括：普通碳素结构钢中的Q235，低合金结构钢中的Q345、Q390和Q420钢。3.0.2本条规定了承重结构的钢材应具有的力学性能和化学成分等合格项目的要求。3.0.3为了防止结构发生脆性破坏，本条提出用于地震区的波纹腹板钢构件钢材应符合抗震设计规范的要求。3.0.4本条对波纹腹板钢构件的连接材料进行了相应的规定。其中型钢翼缘与腹板之间的焊缝采用自动焊或半自动焊，应符合我国相对应焊丝和焊剂的国家标准《熔化焊用钢丝》GB/T14957、《气体保护焊用碳钢、低合金钢焊丝》GB/T8110、《碳钢药芯焊丝》GB/T10045、《低合金钢药芯焊丝》GB/T17493、《埋弧焊用碳钢焊丝和焊剂》GB/T5293、《低合金钢埋弧焊用焊剂》GB/T12470等。由于腹板厚度较薄，在工地焊接采用手工焊时，应严格执行国家标准《碳钢焊条》GB/T5117和《低合金钢焊条》GB/T5118的规定。普通螺栓、高强度螺栓、圆柱头焊钉(栓钉)均应符合相应的现行国家标准。-82- 波纹腹板钢梁结构技术规程4基本设计规定4.1设计原则4.1.1本条明确本规程以概率理论为基础的极限状态设计方法，以分项系数设计表达式进行计算。4.1.2对构件和结构的设计和计算包括承载能力极限状态和正常使用极限状态进行，而且波纹腹板钢结构腹板剪切变形所占比重较大，对正常使用极限状态尤其要注意验算。4.1.3波纹腹板钢结构的重要性系数仍然根据结构的安全等级、设计使用年限确定。一般工业与民用建筑波纹腹板钢梁结构的安全等级取为二级，设计使用年限为50年时，其重要性系数不应小于1.0；设计使用年限为25年时，其重要性系数不应小于0.95。特殊建筑波纹腹板钢梁结构安全等级、设计使用年限另行确定。4.1.4计算结构构件和连接时，荷载、荷载分项系数、荷载效应组合和荷载组合值系数的取值，应符合现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009-2001（2006版）的规定。4.2设计强度4.2.1钢材的强度设计值、焊缝的强度设计值、螺栓连接的强度设计值及钢材和钢铸件的物理性能指标，均可以按照《钢结构设计规范》GB50017-2003的相关规定取值。-82- 波纹腹板钢梁结构技术规程5波纹腹板钢构件5.1轴心受力构件5.1.1波纹腹板构件的轴向抗拉和抗压受力状态下，由于腹板不承受正应力作用，所以其轴向承载力仅考虑翼缘的作用。5.2轴心受压构件5.2.2波纹腹板钢构件在轴心受压状态下，受力性能与桁架较为类似，因此在计算构件的整体稳定性系数时，采用了换算长细比：(1)其中，是将杆件看作是实腹柱时的欧拉临界力，S是腹板（缀材体系）的抗剪刚度，即产生单位剪切角所需要的剪力。(1)式中，A应只考虑翼缘的面积，所以(2)将上述两式代入可得：(1)(2)式中——整个构件对x轴的长细比；A——构件截面面积，；-82- 波纹腹板钢梁结构技术规程——构件承受横向荷载的面积；q——腹板波纹的波长；s——一个波长的展开长度。上式考虑了腹板剪切对杆件轴压稳定承载力的影响，而且腹板的剪切面积还需要考虑腹板褶皱因素，将剪切面积进行了折减。而构件绕弱轴方向的整体稳定性能，与普通H型钢截面算法相同，不考虑腹板面积即可。同时，绕两个截面主轴的稳定系数都可以按照b类截面进行计算。5.3受弯构件5.3.1根据国内试验研究证明，若波纹腹板的波形设计合理，则构件的抗剪强度可以达到甚至超过钢材的剪切屈服强度，反之，则有可能发生弹性剪切屈曲，强度远低于剪切屈服强度。波纹腹板的剪切强度目前有若干设计公式，都采用的是强度折减系数法。这些方法对于能够满足“屈服前不屈曲”原则的腹板会低估其承载力，所以本规程提出如有充分试验证明波纹腹板屈服前不发生屈曲，腹板的抗剪承载力可以按照剪切腹板强度与腹板面积的乘积作为抗剪承载力。另一方面，如没有充足试验证明波纹腹板屈服前不发生屈曲，抗剪承载力可以按照折减系数方法：(3)为考虑屈曲的承载力折减系数，由于波纹腹板的剪切屈曲分为整体屈曲和局部屈曲，所以折减系数分为整体屈曲折减系数-82- 波纹腹板钢梁结构技术规程和局部屈曲折减系数，并在设计时去其中的较小值：(4)(5)(6)(7)(8)(9)式中，和分别为局部屈曲和整体屈曲对应的弹性极限承载力，为屈曲系数，局部屈曲可取为5.34，整体屈曲可取为31.6，，，，。局部屈曲的弹性极限承载力是按照板的强度理论推导出来的，而整体屈曲在按照各项异性板的理论推导而来。同时，根据国内外大量的试验数据，将承载力表达为通用高厚比函数的形式。式参考了EC3规范，而则是同济大学根据统计结果，并结合自身试验给出的设计公式。5.3.2波纹腹板钢构件在受弯时，由于截面最外边缘纤维屈服到翼缘的弯曲屈服过程较短，所以塑性发展过程较短，因此塑性发展系数取为1.0波纹腹板钢梁受弯状态下的整体稳定设计公式仍然延续钢结构设计规范中的表达形式：(10)-82- 波纹腹板钢梁结构技术规程根据经典的梁弹性稳定理论，其弹性屈曲极限为：(11)与平腹板梁不同的是，截面翘曲常数的计算方法。经过有限元分析，并与国外研究者提出的计算方法进行对比，认为可以用下式来进行计算：(12)由于截面模量和对弱轴惯性矩都是针对翼缘的，，，所以整体稳定系数可以表示为：(13)式中——绕强轴作用的最大弯矩；——按受压纤维确定的梁毛截面模量。——梁的整体稳定系数，应按下列规定采用。——梁整体稳定的等效临界弯矩系数，按表4采用；——截面对y轴的惯性矩。——梁上下翼缘形心间距离；——截面的抗扭惯性矩，；——截面的翘曲常数，——受压翼缘的自由长度梁整体稳定的等效临界弯矩系数不做特殊处理，仍按照钢结构设计规范中对于平腹板梁的规定进行取值。-82- 波纹腹板钢梁结构技术规程若按照上述计算方法进行波纹腹板钢梁弹塑性稳定设计时，其结果见下图：图中各试验数据点为有限元分析结果，而图中曲线分别为不同的设计公式。可以看到，如果按照我国钢结构规范对平腹板梁的稳定设计公式，略不安全，所以需要进行修正。所以，提出当大于0.45时，应用下式计算的代替值：(14)修正后的结果见下图：5.3.3对不需要计算整体稳定的梁，其设计要求与平腹板梁相同。5.3.4波纹腹板钢梁的局部承压承载力-82- 波纹腹板钢梁结构技术规程较之平腹板梁有明显的提高，尤其是荷载分布宽度较小的情况下，这种优势更加明显。根据试验研究成果，目前的设计公式，对局压承载力估值偏低。本条根据荷载分布宽度是否达到腹板波纹的波长，提出：图5局部承压试验简图1）当荷载有效分布宽度c0小于腹板波纹的波长q时：(15)式中，c0——集中荷载在腹板计算高度边缘的假定分布长度，按下式计算：(16)——腹板承载力，——翼缘承载力，，——为翼缘的塑性抗弯承载力，，——翼缘宽度，——翼缘材料的设计强度，——腹板材料的设计强度，——翼缘厚度，c——集中荷载沿梁跨度方向的支承长度，——自梁顶置腹板计算高度上边缘的距离，——轨道的高度，a——为负弯矩塑性铰间距或取：(17)-82- 波纹腹板钢梁结构技术规程2）当荷载假定分布宽度c0大于腹板波纹的波长q时：(18)式中，，和按下式取值：(19)(20)上述公式经过试验和有限元验证，具有足够的安全储备5.4拉弯和压弯构件5.4.1波纹腹板钢构件在拉弯和压弯受力状态下，强度计算方法与格构式构件较为类似：(21)式中，、——截面塑性发展系数，可以分别取为1.0和1.2。、——净截面抵抗矩。5.4.2波纹腹板钢构件在弯矩作用平面内的整体稳定计算与格构式构件算法相同，均采用最大边缘纤维屈服准则，因此计算公式与钢结构设计规范的公式（5.2.3）相同：(22)式中N——所计算杆件段内的轴线压力；——参数，；-82- 波纹腹板钢梁结构技术规程——弯矩作用平面内轴线受压构件的整体稳定系数，和按照换算长细比确定；——在弯矩作用平面内对受压纤维的毛截面模量，，；——弯矩等效系数，按照下列规定采用：1）框架柱和两端支承的构件：i.无横向荷载作用时：，和为端弯矩，使构件产生同向曲率(无反弯点)时取同号；使构件产生反向曲率(有反弯点)时取异号，；ii.有端弯矩和横向荷载同时作用时，使构件产生同向曲率时，=1.0；使构件产生反向曲率时，=0.85；iii.无端弯矩但有横向荷载作用时，=1.0。2）悬臂构件和分析内力未考虑二阶效应的无支撑纯框架和弱支撑框架柱，=1.0。5.4.3波纹腹板钢构件在弯矩作用平面外的整体稳定不需要计算，只要按照轴心受压杆件计算受压翼缘的稳定性即可。受压翼缘的轴压力可以下式计算：(23)5.5受压翼缘的局部稳定5.5.1-82- 波纹腹板钢梁结构技术规程由于腹板的波纹形状能够为翼缘提供更强的支撑作用，波纹腹板钢构件受压翼缘的局部稳定性能优于平腹板H型钢。同时，为了设计方便，参照国外相关资料，波纹腹板钢构件的局部稳定不再按照不同的受力状态进行区分，统一按照下式控制翼缘的宽厚比：(24)(25)参照钢结构设计规范中关于梁翼缘的局部稳定构造要求，当不考虑塑性发展时：，所以，本条采用这个数值作为波纹腹板构件的不需要考虑局部稳定的构造要求。5.6构件的变形计算4.6.1由于波纹腹板的厚度一般都较薄（1~4mm），所以构件的剪切变形都会比较大，所以在计算构件变形时，必须考虑剪切变形的影响：(26)(27)式中，、、为单位荷载引起的杆件轴力、剪力和弯矩，为实际荷载引起的内力。同时，变形的计算是沿杆长积分，所以剪切模量需要进行修正：。对于双轴对称的工字型截面，剪应力不均匀分布系数约等于截面面积与腹板面积的比值，所以计算剪切变形时，可以近似的认为k=1，剪切面积为腹板的面积，如式所示。4.6.2根据上一条的结论，则-82- 波纹腹板钢梁结构技术规程跨中受集中力作用的简支梁的挠度可按下式计算：(28)式中P——横向集中力；l——梁的跨度。第一项为弯曲变形挠度，第二项为剪切变形挠度。简支梁在均布荷载作用下的挠度可按下式计算：(29)在设计中也可以只考虑梁的弯曲刚度，但对其进行折减。6波纹腹板H型钢组合梁6.1一般规定6.1.1本条指出波纹腹板钢组合梁的适用范围是：不直接承受动力荷载由混凝土翼板与钢梁通过抗剪连接件组成的组合梁。其中组合梁的翼板可用现浇混凝土板，亦可用混凝土叠合板或压型钢板混凝土组合板，其中混凝土板应按现行国家标准《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)的规定进行设计。6.1.2本条规定混凝土翼板有效宽度按照《钢结构设计规范》(GB50017-2003)中的计算方法确定。6.1.3本条明确了组合梁的挠度应按弹性方法进行计算，并考虑混凝土翼板和钢梁之间的滑移效应对组合梁刚度的影响。-82- 波纹腹板钢梁结构技术规程6.1.4本条规定了在组合梁施工工况下时，梁强度、稳定性和变形的计算要求。6.2组合梁设计6.2.1组合梁的设计可以按照简单塑性理论形成塑性铰的假定来计算组合梁的抗弯承载力。根据抗剪连接件的不同设计，组合梁可以分为完全抗剪连接组合梁和部分抗剪连接组合梁。抗弯塑性极限状态有下列几种情况：1）塑性中和轴位于混凝土翼板内；2）塑性中和轴位于钢梁上翼缘内；3）塑性中和轴位于钢梁腹板范围内。1）塑性中和轴在混凝土翼板内，即时：(30)(31)式中M——正弯矩设计值A——钢梁翼缘面积和2）当塑性中和轴位于钢梁截面内，即时，-82- 波纹腹板钢梁结构技术规程钢梁上翼缘存在受拉区和受压区，由于翼缘厚度相对较小，而且拉应力和压应力合力距离塑性中和轴非常接近，所以上翼缘对截面弯矩的影响可以忽略，仅考虑下翼缘和混凝土翼板所形成的抵抗弯矩。(32)3）当采用加强受拉翼缘的形式时，塑性中和轴有可能位于钢梁腹板内，根据截面应力分布，组合梁极限弯矩可以用下式计算：(33)6.2.2负弯矩作用区段内，仅考虑钢筋的受拉作用，所以组合梁的抵抗弯矩：1）当塑性中和轴在钢梁腹板内：-82- 波纹腹板钢梁结构技术规程(34)式中，——负弯矩区混凝土翼板有效宽度范围内的纵向钢筋截面面积。——钢梁上翼缘的面积——钢筋抗拉强度设计值。——纵向钢筋截面形心至钢梁上翼缘形心的距离。2）塑性中和轴位于钢梁上翼缘内，忽略上翼缘应力的影响(35)式中，为钢梁下翼缘的面积6.2.3部分抗剪连接组合梁弯曲强度应按下式计算中，首先忽略混凝土的抗拉作用，假设混凝土翼板中的压力等于抗剪连接件所传递的纵向剪力之和。-82- 波纹腹板钢梁结构技术规程1）若采用加强受拉翼缘的形式，则塑性中和轴可能位于钢梁腹板内：(36)(37)2）若上下翼缘尺寸相同，则塑性中和轴可能位于钢梁上翼缘内，此时可以忽略上翼缘内应力对抵抗弯矩的影响。(38)(39)式中，——部分抗剪连接组合梁抗弯承载力；——部分抗剪连接时一个剪跨区的抗剪连接件数目；——每个抗剪连接件的纵向抗剪承载力。-82- 波纹腹板钢梁结构技术规程6.2.4我国钢结构设计规范在计算组合梁抗剪承载力时，不考虑混凝土翼板的抗剪作用，而根据大量组合梁抗剪试验的研究成果，尤其是腹板较为纤细的组合梁，混凝土翼板的抗剪能力可以到达整个梁的50%。由于波纹腹板的厚度较薄，抗剪能力较低，所以在钢梁腹板抗剪承载力不足的时候，可以考虑利用混凝土翼板的贡献，但是根据大量的研究结果，当混凝土翼板的剪跨比较大时，如果考虑混凝土翼板的抗剪作用会过高估计组合梁的抗剪强度。所以本条提出，当剪跨比>10，仅计入钢梁腹板的抗剪承载力：(40)式中，——腹板高度——腹板厚度——腹板材料的设计强度当剪跨比≤10时，可以考虑混凝土翼板抗剪能力，组合梁抗剪承载力可以按照下式计算：(41)6.2.5-82- 波纹腹板钢梁结构技术规程由于波纹腹板钢组合梁所采用基本原理与平腹板组合梁基本类似，抗剪连接件的作用和设置也基本相同，所以抗剪连接件的计算可以按照钢结构规范《GB20017-2003》的有关规定进行。6.3挠度计算6.3.1本条提出组合梁的挠度应分别按荷载的标准组合和准永久组合进行计算，以其中较大值作为依据。同时，需要考虑滑移引起的刚度折减，连续组合梁应按变截面刚度梁进行计算。6.3.2组合梁考虑滑移效应的折减刚度B可按下式确定：(42)式中E——钢梁的弹性模量——组合梁的换算截面惯性矩；对荷载的标准组合，可将截面中的混凝土翼板有效宽度除以钢材与混凝土弹性模量换算为钢截面宽度后，计算整个截面的惯性矩；对荷载的准永久组合，则除以2进行换算；对于钢梁与压型钢板混凝土组合板构成的组合梁，取其较弱截面的换算截面进行计算，且不计压型钢板的作用。——刚度折减系数，按下条计算。6.3.3刚度折减系数按下式计算（当≤0时，取=0）(43)(44)-82- 波纹腹板钢梁结构技术规程(45)(46)(47)(48)式中——混凝土翼板截面面积；对压型钢板混凝土组合板的翼板，取其较弱截面的面积，且不考虑压型钢板；A——钢梁截面面积；I——钢梁截面惯性矩；——混凝土翼板的截面惯性矩；对压型钢板混凝土组合板的翼板，取其较弱截面的惯性矩，且不考虑压型钢板，——钢梁截面形心到混凝土翼板截面（对压型钢板混凝土组合板为其较弱截面）形心的距离；k——抗剪连接件的刚度系数，(N/mm)；p——抗剪连接件之间的纵向间距(mm)；——抗剪连接件在一根梁上的列数。6.3.4对于波纹腹板H型钢组合梁的挠度计算，需要注意的是，由于腹板较薄，所以需要考虑梁剪切变形的影响，因此其刚度应按下式计算：(49)式中——组合梁总刚度-82- 波纹腹板钢梁结构技术规程——组合梁抗弯刚度——组合梁剪切刚度-82- 波纹腹板钢梁结构技术规程7连接节点7.1设计原则7.1.1波纹腹板钢结构的节点连接方法与普通钢结构基本相同，同样可采用焊接、高强度螺栓连接和栓焊混合连接。7.1.2本条规定了采用全熔透焊缝的情况。7.1.3对焊缝的坡口形式和尺寸，应遵守现行国家标准《手工电弧焊焊缝坡口的基本形式和尺寸》（GB985）和《埋弧焊焊缝坡口的基本形式和尺寸》（GB986）。7.1.4本条规定了熔敷材料强度与木材强度的匹配关系。7.2梁-梁连接7.2.1次梁-主梁节点宜采用简支连接及刚接连接，连接方法与普通结构基本相同。但由于波纹腹板厚度较薄，而且呈波纹形状，不利于连接，所以在次梁的梁端通过焊接封头盖板，并在盖板上焊接一块平板，通过这块平板和主梁加劲肋进行连接。-82- 波纹腹板钢梁结构技术规程图7.11次梁-主梁节点7.2.2梁的拼接可采用下图所示的接头形式：梁之间通过两块拼接板连接，拼接板之间采用螺栓连接。图7.12梁-梁拼接屋脊节点梁的拼接宜采用图7.3的方式连接：-82- 波纹腹板钢梁结构技术规程图7.13屋脊梁-梁拼接节点7.3梁-柱连接7.3.1框架梁与柱的连接宜采用柱贯通型。7.3.2梁-柱之间的铰接处理方法同样是在梁端焊接连接板，然后与柱的拼接板进行连接。图7.14梁-柱铰接（强轴方向）7.3.3当梁端垂直于工字型柱腹板与柱铰接时，则在梁高度范围内设置柱的竖向连接板，梁连接板与柱连接板用高强度螺栓连接（-82- 波纹腹板钢梁结构技术规程图7.5）。图7.15梁-柱铰接（弱轴方向）7.3.4在互相垂直的两个方向都与柱铰接连接的柱，宜采用箱型截面（图7.6）。-82- 波纹腹板钢梁结构技术规程图7.16梁-箱型柱铰接连接7.3.5梁-柱刚性连接时，所要进行的验算项目于普通钢结构相同。7.3.6当梁与柱翼缘刚性连接时，梁翼缘与柱采用全熔透的焊缝连接，梁腹板与柱宜采用摩擦型高强度螺栓连接（图7.7）。-82- 波纹腹板钢梁结构技术规程图7.17梁-柱刚接（强轴方向）7.3.7当梁端垂直于工字型柱腹板与柱刚接时，应在梁翼缘对应位置设置柱的横向加劲肋，在梁高度范围内设置柱的竖向连接板。梁柱的现场连接中，梁翼缘与柱横向加劲肋用全熔透的焊缝连接，应避免连基础板件宽度的突变，腹板与柱连接板用高强度螺栓连接（图7.8）。-82- 波纹腹板钢梁结构技术规程图7.18梁-柱刚接（弱轴方向）7.3.8在互相垂直的两个方向都与柱刚性连接的柱，宜采用箱型截面（图7.9）。-82- 波纹腹板钢梁结构技术规程图7.19梁-箱型柱刚接连接7.3.9梁翼缘与柱焊接时，应全部采用全熔透坡口焊缝，并按规定设置衬板，翼缘坡口两侧设置引弧板。在梁腹板上下端应做扇形切角，半径宜取35mm，扇形切角端部与梁翼缘连接处，应以半径=10mm的圆弧过渡，衬板反面与柱翼缘相接处宜适当焊接。7.3.10梁与柱刚性连接时，应在梁翼缘的对应位置设置柱的水平加劲肋（或隔板）。对于抗震设防的结构，水平加劲肋应与梁翼缘等厚。对非抗震设防的结构，水平加劲肋应能传递梁翼缘的集中力，其厚度不得小于梁翼缘厚度的1/2，并应符合板件宽厚比限值。水平加劲肋的中心线应与梁翼缘的中心线对准。7.3.11门式钢架中梁-柱节点连接宜采用图7.10的形式：-82- 波纹腹板钢梁结构技术规程图7.20梁-柱节点3-82- 波纹腹板钢梁结构技术规程8制造、安装和防腐蚀8.1波纹腹板钢构件的制造8.1.1本条提出了波纹腹板H型钢的截面范围为400~2000mm。根据调查，截面高度较小，则波纹腹板的优势无法充分体现，而高度过大生产加工存在一定困难，而且应用范围也受到限制。图6波纹腹板钢梁截面尺寸示意图波纹腹板形式可为梯形、矩形和正弦曲线等，比较常用形式的是梯形和正弦曲线。8.1.2参考热轧H型钢的规格尺寸，本条提出波纹腹板钢构件应服从一定的建筑尺寸模数。其中腹板尺寸应符合一定模数（mm）：高度：500、650、750、1000、1250、1500、1800、2000厚度：2.0、3.0、4.0根据研究，目前波纹腹板钢构件腹板的高厚比一般都会控制在600以内，同时，如果腹板厚度过薄，存在易引起焊接缺陷等不利影响，而且钢板一旦发生锈蚀，会对整个构件造成显著的不利影响。波纹尺寸在参考国内外资料的基础上，认为设计不合理的波形会导致腹板在弹性段发生剪切屈曲，所以本条提出波纹的尺寸应满足下列一些基本条件：hr=30~100mm，b/c=1~1.5，θ=45~60°，s/q=1.15~1.4，hw/tw≤600。由于弯矩和轴力主要由翼缘承担，所以在设计工程中，可以灵活选用翼缘的尺寸。-84- 波纹腹板钢梁结构技术规程8.2波纹腹板钢构件的防腐处理波纹腹板构件应在工厂内进行防腐处理，防腐涂层厚度不小于40μm。腹板和翼缘通过角焊缝连接，在腹板未焊接的一侧，焊缝的焊喉部位需要增加一道防锈底漆。波纹腹板构件也可以通过热电镀进行防腐处理。由于腹板较薄，所以防腐的处理会对构件性能有更为重要的影响。8.3波纹腹板钢构件的制造容许误差8.3.1波纹腹板钢梁结构的制造容许误差可以参考国外要求及我国相关规定，例如对压型钢板的制造容许误差要求等。翼缘：按照平板和宽带钢的要求腹板：波纹水平板带宽度±2mm波纹倾斜板带投影宽度±2mm波纹高度±2mm截面高度±5mm翼缘的平行0.5%翼缘宽度纵向误差0mm；+5mm腹板初始弯曲或凹陷1%腹板高度-84-'