BS EN 1993-1-1:2005+A1:2014 欧洲规范3:钢结构设计— 第1-1部分:一般规定和建筑规定. 

Eurocode 3. Design of steel structures. General rules and rules for buildings


前言... 7

欧洲规范计划的背景... 7

欧洲规范的地位和应用领域... 8

执行欧洲规范的国家标准... 9

欧洲规范和产品统一技术规范(ENsETAs)之间的联系... 9

有关EN 1993-1更多的具体信息... 9

EN 1993-1-1中的国家版附录... 10

1 概述... 11

1.1 范围... 11

1.1.1 欧洲规范3的适用范围... 11

1.1.2 欧洲规范3 1.1部分的适用范围... 12

1.2 规范性参考文献... 13

1.2.1 一般参考标准... 13

1.2.2 可焊接结构钢的参考标准... 13

1.3 假设... 13

1.4 原则与应用规则之间的区别... 14

1.5 术语和定义... 14

1.6 符号... 15

1.7 构件轴的规定... 25

2 设计依据... 28

2.1 要求... 28

2.1.1 基本要求... 28

2.1.2 责任管理... 28

2.1.3 设计工作寿命、耐久性与坚固性... 28

2.1.3.1 一般规定... 28

2.1.3.2 建筑设计使用寿命... 29

2.1.3.3   建筑的耐久性... 29

2.2 极限状态设计原则... 29

2.3 基本变量... 29

2.3.1 作用与环境影响... 29

2.3.2 材料和产品的特性... 30

2.4 根据分项系数法检验... 30

2.4.1 材料特性的设计值... 30

2.4.2 几何数据的设计值... 30

2.4.3 设计承载力... 30

2.4.4 静态平衡(EQU)检验... 31

2.5 试验辅助设计... 31

3 材料... 32

3.1 概述... 32

3.2 结构钢... 32

3.2.1 材料特性... 32

3.2.2 延性要求... 32

3.2.3 断裂韧度... 33

3.2.4 全厚度特性... 35

3.2.5 公差... 35

3.2.6 材料系数的设计值... 35

3.3 连接装置... 36

3.3.1 紧固件... 36

3.3.2 焊接耗材... 36

3.4 建筑中的其它预制产品... 36

4 耐久性... 37

5 结构分析... 38

5.1 用于分析的结构建模... 38

5.1.1 结构建模与基本假设... 38

5.1.2 节点建模... 38

5.1.3 地面-结构相互作用... 38

5.2 整体分析... 39

5.2.1 结构几何变形的影响... 39

5.2.2 框架的结构稳定性... 41

5.3 缺陷... 42

5.3.1 依据... 42

5.3.2 用于进行框架整体分析的缺陷... 42

5.3.3 用于进行支撑体系分析的缺陷... 46

5.3.4 构件缺陷... 49

5.4 考虑了材料非线性的分析方法... 49

5.4.1 概述... 49

5.4.2 弹性整体分析... 49

5.4.3 塑性整体分析... 50

5.5 横截面的分类... 51

5.5.1 依据... 51

5.5.2 分类... 51

5.6 塑性整体分析的横截面要求... 52

6 承载能力极限状态... 56

6.1 概述... 56

6.2 横截面承载力... 56

6.2.1 一般规定... 56

6.2.2 截面特性... 58

6.2.2.1 毛横截面... 58

6.2.2.2 净面积... 58

6.2.2.3 剪力滞效应... 59

6.2.2.4 3类腹板和1类或2类翼缘的横截面的有效特性... 59

6.2.2.5 4类横截面的有效横截面特性... 60

6.2.3 受拉... 60

6.2.4 受压... 61

6.2.5 弯矩... 62

6.2.6 剪切... 62

6.2.7 扭转... 65

6.2.8 受弯与受剪... 66

6.2.9 弯曲和轴力... 67

6.2.9.1 1类和2类横截面... 67

6.2.9.2 3类横截面... 69

6.2.9.3 4类横截面... 69

6.2.10 弯矩、剪力与轴力... 70

6.3 构件的屈曲抗力... 70

6.3.1 受压均匀构件... 70

6.3.1.1 屈曲抗力... 70

6.3.1.2 屈曲曲线... 71

6.3.1.3 弯曲屈曲的长细比... 74

6.3.1.4 扭转屈曲和弯扭屈曲的长细比... 75

6.3.2 受弯均匀构件... 75

6.3.2.1 屈曲抗力... 75

6.3.2.2 侧扭屈曲曲线——一般情况下... 76

6.3.2.3 轧制截面或等效焊接截面的侧向扭转屈曲曲线... 77

6.3.2.4 建筑内带约束的梁的简化评估法... 79

6.3.3 受弯和轴向受压的均匀构件... 81

6.3.4 结构部件的侧向屈曲和侧扭屈曲的常用方法... 82

6.3.5 带塑性铰的构件的侧扭屈曲... 84

6.3.5.1 概述... 84

6.3.5.2 转动塑性铰处的约束... 84

6.3.5.3 对节段稳定长度的检验... 85

6.4 均匀组合受压构件... 86

6.4.1 概述... 86

6.4.2 缀合式受压构件... 88

6.4.2.1 缀合式受压构件的组件的抗力... 88

6.4.2.2 施工详细说明... 89

6.4.3 缀板式受压构件... 90

6.4.3.1 缀板式受压构件的组件的抗力... 90

6.4.3.2 设计详细说明... 92

6.4.4 间隔紧密的组合构件... 92

7 正常使用极限状态... 94

7.1 概述... 94

7.2 建筑的正常使用极限状态... 94

7.2.1 竖向挠度... 94

7.2.2 水平挠度... 94

7.2.3 动态效应... 94

附录A [提示性] 方法1 6.3.3(4)中相互作用公式的相互作用系数 kij 95

附录B [提示性] 方法2 6.3.3(4)中相互作用公式的相互作用系数kij 99

附录AB [提示性] 补充设计规定... 102

AB.1 考虑了材料非线性的结构分析... 102

AB.2 连续楼板梁设计的简化规定... 102

附录BB [提示性] 建筑结构部件的屈曲... 103

BB.1 三角形和格构式结构内构件的弯曲屈曲... 103

BB.1.1 概述... 103

BB.1.2 作为腹板构件的角钢... 103

BB.1.3 用作构件的中空型材... 104

BB.2 连续约束... 104

BB.2.1 连续侧向约束... 104

BB.2.2 连续扭转约束... 105

BB.3 面外屈曲状态下的包含塑性铰的节段的稳定长度... 106

BB.3.1 由轧制截面或等效焊接I型截面制成的均匀构件... 106

BB.3.1.1 相邻侧向约束之间的稳定长度... 106

BB.3.1.2 扭转约束之间的稳定长度... 109

BB.3.2 由轧制截面或等效焊接I型截面制成的加腋或锥形构件... 110

BB.3.2.1 相邻侧向约束之间的稳定长度... 110

BB.3.2.2 扭转约束之间的稳定长度... 111

BB.3.3 沿受拉翼缘方向受到侧向约束的构件内的力矩梯度的修正系数... 111

BB.3.3.1 线性力矩梯度... 111

BB.3.3.2 非线性力矩梯度... 113

BB.3.3.3 锥度系数... 113


1 概述

1.1 范围

1.1.1 欧洲规范3的适用范围

(1)   欧洲规范3适用于钢结构建筑与土木工程的设计。它符合结构安全和正常使用的原则和要求,其设计和检验依据在《EN1990 结构设计基础》中给出。

(2)   欧洲规范3只包括了钢结构的承载力、正常使用、耐久性和消防安全的要求。其它如关于热绝缘和隔音等要求,均未包括在内。

(3)   欧洲规范3旨在与下列标准一起使用:

    EN 1990 结构设计基础

    EN 1991 对结构的作用

    适用于与钢结构相关的建筑产品的ENETAGETA

    EN 1090 钢结构的施工-技术要求

    EN 1992~EN 1999(当涉及到钢结构或钢制构件时)

(4)   欧洲规范3细分成不同的部分:

       EN 1993-1     钢结构设计:一般规定和建筑规定

       EN 1993-2     钢结构设计:钢桥

       EN 1993-3     钢结构设计:塔架、桅杆和烟囱

       EN 1993-4     钢结构设计:筒仓、储罐和管道

       EN 1993-5     钢结构设计:桩基

       EN 1993-6     钢结构设计:起重机支承结构

(5)   EN 1993-2~EN 1993-6部分涉及了 EN 1993-1中的一般规定。EN 1993-2~EN 1993-6部分中的条款是对EN 1993-1中一般规定的补充。

(6)   EN 1993-1 一般规定和建筑规定”包括:

       EN 1993-1-1  钢结构设计:一般规定和建筑规定

       EN 1993-1-2  钢结构设计:结构防火设计

       EN 1993-1-3  钢结构设计:冷成型薄壁构件和薄板

       EN 1993-1-4  钢结构设计:不锈钢

       EN 1993-1-5  钢结构设计:板式构件

       EN 1993-1-6  钢结构设计:壳体结构的强度和稳定性

       EN 1993-1-7  钢结构设计:横向荷载平面板式结构的强度与稳定性

       EN 1993-1-8  钢结构设计:节点设计

       EN 1993-1-9  钢结构设计:钢结构的疲劳强度

       EN 1993-1-10 钢结构设计:根据断裂韧度与厚度方向特性进行钢材选择

       EN 1993-1-11 钢结构设计:带钢制抗拉部件的结构设计

       EN 1993-1-12 钢结构设计:高强度钢的补充规则

1.1.2 欧洲规范3 1.1部分的适用范围

(1)   EN 1993-1-1部分给出了材料厚度 t 3mm 的钢结构的基本设计规定。它同时也给出了钢建筑结构设计的补充规定。这些补充规定在段落后用字母“B表时,即( )B

注:   对于厚度 t < 3 mm的冷成型薄壁构件和板材,见 EN 1993-1-3

(2)   EN 1993-1-1中包含下列内容:

       1节:概述

       2节:设计依据

       3节:材料

       4节:耐久性

       5节:结构分析

       6节:承载能力极限状态

       7节:正常使用极限状态

(3)   1~2节给出了EN 1990《结构设计基础》的补充条款。

(4)   3节所述为由低合金结构钢制成的产品的材料特性。

(5)   4节给出了耐久性的一般规则。

(6)   5节是关于结构的结构分析,在这种分析里构件可在具有足够精确的情况下模拟成线性元件,以用于整体分析。

(7)   6节给出了横截面和构件设计的细则。

(8)   7节给出了正常使用性能的规则。


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