GB 55006-2021 钢结构通用规范
GB 55006-2021 钢结构通用规范
第一章 总则
1.0.1 为在钢结构设计、施工及维护中贯彻执行国家的技术经济政策，保证工程质量，做到安全适用、技术先进、经济合理、确保质量，制定本规范。
1.0.2 本规范适用于建筑工程的钢结构设计、施工及维护。
1.0.3 本规范是钢结构设计的基本要求。当钢结构的计基准期、设计使用年限、结构安全等级等与本规范的规定不一致时，设计时应进行专门论证。
1.0.4 钢结构的设计、施工和维护应遵循节约资源、保护环境的可持续发展原则。
1.0.5 钢结构设计应符合抗震设防地区抗震设计的规定。
1.0.6 钢结构的设计文件应明确工程的抗震设防类别、抗震设防烈度、设计地震动参数和结构用途。
第二章 术语和符号
2.0.1 钢结构是指以钢材为主制成的结构。
2.0.2 钢构件是指钢结构中的基本受力构件，包括柱、梁、支撑、桁架等。
2.0.3 节点是指钢结构中构件与构件或构件与基础连接的部位。
2.0.4 板件是指钢构件中厚度远小于宽度和高度的薄壁部件。
2.0.5 焊接连接是指通过焊接实现构件连接的连接方式。
2.0.6 高强度螺栓连接是指采用高强度螺栓实现的连接方式。
2.0.7 稳定是指结构或构件抵抗失稳变形的能力。
第三章 材料
3.0.1 钢材的牌号和性能应符合国家现行标准的规定。常用钢材牌号包括Q235、Q355、Q390、Q420、Q460等。
3.0.2 钢材的化学成分应符合表3.0.2的规定。
表3.0.2 钢材的化学成分（质量分数%）
| 牌号 | C | Si | Mn | P | S |
|---|---|---|---|---|---|
| Q235 | ≤0.22 | ≤0.35 | ≤1.40 | ≤0.045 | ≤0.050 |
| Q355 | ≤0.24 | ≤0.55 | ≤1.60 | ≤0.035 | ≤0.035 |
| Q390 | ≤0.20 | ≤0.55 | ≤1.60 | ≤0.035 | ≤0.035 |
| Q420 | ≤0.20 | ≤0.55 | ≤1.60 | ≤0.035 | ≤0.035 |
3.0.3 钢材的强度设计值应按表3.0.3采用。
表3.0.3 钢材的强度设计值（MPa）
| 钢材牌号 | 厚度或直径（mm） | 抗拉、抗压、抗弯f | 抗剪fv | 端面承压fce |
|---|---|---|---|---|
| Q235 | ≤16 | 215 | 125 | 325 |
| Q235 | 16～40 | 205 | 120 | 325 |
| Q235 | 40～60 | 200 | 115 | 325 |
| Q355 | ≤16 | 310 | 180 | 400 |
| Q355 | 16～40 | 295 | 170 | 400 |
| Q355 | 40～60 | 265 | 155 | 400 |
| Q390 | ≤16 | 350 | 205 | 415 |
| Q390 | 16～40 | 335 | 190 | 415 |
| Q420 | ≤16 | 380 | 220 | 430 |
| Q420 | 16～40 | 360 | 210 | 430 |
3.0.4 铸钢件的强度设计值应按表3.0.4采用。
表3.0.4 铸钢件的强度设计值（MPa）
| 牌号 | 抗拉、抗压、抗弯f | 抗剪fv | 端面承压fce |
|---|---|---|---|
| ZG230-450 | 180 | 105 | 290 |
| ZG270-500 | 210 | 120 | 325 |
| ZG310-570 | 240 | 140 | 370 |
3.0.5 高强度螺栓的强度设计值应按表3.0.5采用。
表3.0.5 高强度螺栓的强度设计值（MPa）
| 螺栓性能等级 | 抗拉设计值ftb | 抗剪设计值fvb |
|---|---|---|
| 10.9级 | 500 | 310 |
| 8.8级 | 400 | 250 |
3.0.6 焊缝的强度设计值应按表3.0.6采用。
表3.0.6 焊缝的强度设计值（MPa）
| 焊缝质量等级 | 抗压f | 抗拉ft | 抗剪fv |
|---|---|---|---|
| 一级、二级 | 215 | 215 | 125 |
| 三级 | 185 | 185 | 110 |
3.0.7 钢材的弹性模量E = 206000 MPa，剪切模量G = 79000 MPa。
第四章 基本设计规定
4.0.1 钢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。
4.0.2 钢结构的承载能力极限状态设计应采用下列设计表达式：
γ0S ≤ R
式中：γ0——结构重要性系数； S——承载能力极限状态的作用效应组合设计值； R——结构构件的承载力设计值。
4.0.3 钢结构的正常使用极限状态设计应采用下列设计表达式：
S ≤ C
式中：S——正常使用极限状态的作用效应组合设计值； C——结构构件达到正常使用要求所规定的变形、裂缝宽度等限值。
4.0.4 钢结构的设计应考虑下列作用：
- 永久作用，包括结构自重等；
- 可变作用，包括楼面活荷载、屋面活荷载、风荷载、雪荷载、吊车荷载等；
- 地震作用；
- 温度作用；
- 变形作用。
4.0.5 钢结构的稳定设计应包括：
- 整体稳定验算；
- 局部稳定验算；
- 构件的稳定计算。
4.0.6 钢结构的变形验算应包括：
- 梁的挠度验算；
- 柱的变形验算；
- 结构的整体变形验算。
4.0.7 钢结构的设计应考虑疲劳计算的情况包括：
- 直接承受动力荷载的构件；
- 应力循环次数较多的构件；
- 按容许应力准则设计的构件。
第五章 钢构件设计
5.0.1 轴心受拉构件的承载力应按下式计算：
N ≤ ftA
式中：N——轴向拉力设计值； ft——钢材抗拉强度设计值； A——构件的净截面面积。
5.0.2 轴心受压构件的承载力应按下式计算：
N ≤ φfA
式中：N——轴向压力设计值； φ——稳定系数； f——钢材抗压强度设计值； A——构件的毛截面面积。
5.0.3 稳定系数φ应根据构件的长细比按表5.0.3采用。
表5.0.3 轴心受压构件的稳定系数φ
| 长细比λ | Q235钢 | Q355钢 | Q390钢 | Q420钢 |
|---|---|---|---|---|
| 0 | 1.000 | 1.000 | 1.000 | 1.000 |
| 30 | 0.988 | 0.981 | 0.978 | 0.976 |
| 60 | 0.936 | 0.899 | 0.886 | 0.878 |
| 90 | 0.854 | 0.776 | 0.754 | 0.737 |
| 120 | 0.760 | 0.642 | 0.610 | 0.587 |
| 150 | 0.655 | 0.515 | 0.479 | 0.456 |
| 180 | 0.552 | 0.416 | 0.384 | 0.363 |
| 210 | 0.462 | 0.338 | 0.311 | 0.294 |
5.0.4 受弯构件的抗弯承载力应按下式计算：
M ≤ γxWnx·f
式中：M——弯矩设计值； γx——截面塑性发展系数； Wnx——净截面抵抗矩； f——钢材抗弯强度设计值。
5.0.5 受弯构件的抗剪承载力应按下式计算：
V ≤ fv·A
式中：V——剪力设计值； fv——钢材抗剪强度设计值； A——腹板截面面积。
5.0.6 压弯构件的承载力应按下列公式计算：
N/φfA + M/(γW) ≤ 1
当N/φfA ≥ 0.2时： N/φfA + M/(1.2γW) ≤ 1
5.0.7 拉弯构件的承载力应按下式计算：
N/ftA + M/(γW) ≤ 1
5.0.8 构件的长细比应符合下列规定：
- 轴心受压构件的长细比不应大于150；
- 受压构件的长细比不应大于120；
- 受拉构件的长细比不应大于300；
- 吊车梁或吊车桁架的受拉构件的长细比不应大于200。
第六章 节点设计
6.0.1 钢结构的节点连接方式应包括：
- 焊接连接；
- 螺栓连接；
- 高强度螺栓连接；
- 栓焊混合连接。
6.0.2 焊接连接的设计应符合下列规定：
- 焊缝的布置应对称合理；
- 焊缝的强度计算应满足设计要求；
- 焊接质量应通过检验确认。
6.0.3 对接焊缝的承载力应按下列公式计算：
抗压：N ≤ fce·L·t
抗拉：当焊缝质量等级为一、二级时：N ≤ ft·L·t
当焊缝质量等级为三级时：N ≤ fv·L·t
抗剪：V ≤ fv·L·t
式中：L——焊缝计算长度； t——焊缝厚度。
6.0.4 角焊缝的承载力应按下列公式计算：
N ≤ 0.7fu·he·ΣLf
式中：fu——钢材的抗拉强度设计值，取fu = 1.25f； he——焊脚尺寸； ΣLf——焊缝计算长度之和。
6.0.5 螺栓连接的承载力应按下列公式计算：
抗拉：N ≤ ftb·A
抗剪：V ≤ fvb·nv·A
6.0.6 高强度螺栓摩擦型连接的承载力应按下式计算：
N ≤ 0.9nf·μ·P
式中：nf——传力摩擦面数； μ——摩擦面抗滑移系数； P——高强度螺栓的预拉力。
6.0.7 节点的构造应符合下列规定：
- 节点的连接应传力明确、可靠；
- 节点的构造应便于施工和检查；
- 节点的焊缝布置应避免应力集中。
6.0.8 梁与柱的连接节点应符合下列规定：
- 梁柱节点应能传递弯矩和剪力；
- 柱的加劲肋设置应满足设计要求；
- 节点的抗震构造应满足设计要求。
6.0.9 柱脚的设计应符合下列规定：
- 柱脚的类型应根据结构形式和内力确定；
- 锚栓的设置应满足设计要求；
- 柱脚的防腐措施应满足使用环境要求。
第七章 整体稳定和局部稳定
7.0.1 结构的整体稳定验算应包括：
- 结构在风荷载作用下的稳定验算；
- 结构在地震作用下的稳定验算；
- 结构的二阶效应验算。
7.0.2 结构的二阶效应验算应考虑下列效应：
- 结构的P-Δ效应；
- 构件的P-δ效应。
7.0.3 当结构在水平力作用下的层间位移与层高之比大于表7.0.3的限值时，应考虑二阶效应。
表7.0.3 二阶效应验算的位移限值
| 结构类型 | Δu/h限值 |
|---|---|
| 钢框架 | 1/300 |
| 钢框架-支撑 | 1/300 |
| 钢框架-核心筒 | 1/400 |
7.0.4 构件的局部稳定验算应包括：
- 板件的宽厚比验算；
- 腹板的高厚比验算；
- 翼缘的宽厚比验算。
7.0.5 工字形截面构件的板件宽厚比限值应符合表7.0.5的规定。
表7.0.5 工字形截面构件的板件宽厚比限值
| 板件类型 | S1级 | S2级 | S3级 |
|---|---|---|---|
| 翼缘外伸宽度/厚度 | 9εk | 11εk | 13εk |
| 腹板高厚比 | 72εk | 93εk | 120εk |
注：εk = √(235/fy)。
7.0.6 箱形截面构件的板件宽厚比限值应符合表7.0.6的规定。
表7.0.6 箱形截面构件的板件宽厚比限值
| 板件类型 | S1级 | S2级 | S3级 |
|---|---|---|---|
| 翼缘板宽度/厚度 | 30εk | 36εk | 42εk |
| 腹板高厚比 | 72εk | 93εk | 120εk |
7.0.7 圆钢管截面的径厚比限值应符合表7.0.7的规定。
表7.0.7 圆钢管截面的径厚比限值
| 截面类型 | 限值 |
|---|---|
| 轴心受压构件 | 100εk |
| 压弯构件 | 90εk |
第八章 抗震设计
8.0.1 抗震设防地区的钢结构应进行抗震承载力验算。
8.0.2 钢结构构件的截面抗震承载力应按下式计算：
S ≤ R/γRE
式中：S——构件地震作用效应与其他荷载效应基本组合； R——构件承载力设计值； γRE——承载力抗震调整系数，取0.80。
8.0.3 钢结构的抗震设计应符合下列规定：
- 结构的布置应均匀对称；
- 结构的侧向刚度分布应均匀；
- 结构的整体性应满足抗震要求。
8.0.4 钢框架结构的抗震构造应符合下列规定：
- 框架柱的长细比不应大于60√(235/fy)；
- 梁柱连接节点应采用刚接连接；
- 节点域的抗剪承载力应满足设计要求。
8.0.5 钢框架-支撑结构的抗震构造应符合下列规定：
- 支撑的布置应满足抗震设计要求；
- 支撑的长细比不应大于120√(235/fy)；
- 人字形和V形支撑的横梁应进行承载力验算。
8.0.6 钢结构的抗震等级应按表8.0.6确定。
表8.0.6 钢结构的抗震等级
| 抗震设防烈度 | 6度 | 7度 | 8度 | 9度 |
|---|---|---|---|---|
| 抗震等级 | 四级 | 三级 | 二级 | 一级 |
第九章 防护和防火
9.0.1 钢结构的防护设计应包括：
- 防腐设计；
- 防火设计；
- 防锈设计。
9.0.2 钢结构的防腐设计应符合下列规定：
- 钢结构应根据使用环境选择合适的防腐方案；
- 防腐涂层的厚度和道数应满足设计要求；
- 涂层损坏应及时修补。
9.0.3 钢结构的大气腐蚀环境类别应按表9.0.3划分。
表9.0.3 大气腐蚀环境类别
| 类别 | 腐蚀程度 | 典型环境 |
|---|---|---|
| C1 | 很轻 | 干燥室内 |
| C2 | 轻微 | 低腐蚀性的室内或室外 |
| C3 | 中等 | 城市环境 |
| C4 | 严重 | 工业环境或沿海地区 |
| C5 | 很强 | 特殊工业环境或高湿度高盐分地区 |
9.0.4 钢结构的防火设计应符合下列规定：
- 钢结构的耐火极限应根据建筑物的耐火等级确定；
- 防火保护材料的耐火极限应不低于相应构件的耐火极限；
- 防火保护层的厚度应通过抗火验算确定。
9.0.5 不同耐火等级建筑的钢构件耐火极限应符合表9.0.5的规定。
表9.0.5 钢构件的耐火极限（h）
| 构件类型 | 一级 | 二级 | 三级 | 四级 |
|---|---|---|---|---|
| 柱 | 3.0 | 2.5 | 2.0 | — |
| 梁 | 2.0 | 1.5 | 1.0 | — |
| 板、楼梯 | 1.5 | 1.0 | 0.5 | — |
| 支撑 | 2.0 | 1.5 | 1.0 | — |
第十章 施工与质量验收
10.0.1 钢结构的施工应符合国家现行标准《钢结构工程施工质量验收规范》GB 50205的规定。
10.0.2 钢材的品种、规格和质量应符合设计要求和现行国家标准的规定。
10.0.3 焊接材料的品种、规格和质量应符合设计要求和现行国家标准的规定。
10.0.4 高强度螺栓的品种、规格和质量应符合设计要求和现行国家标准的规定。
10.0.5 焊接质量的检验应符合下列规定：
- 一级焊缝应进行100%的检验；
- 二级焊缝应进行20%的检验；
- 三级焊缝应根据现场情况确定。
10.0.6 高强度螺栓连接的检验应包括：
- 摩擦面抗滑移系数检验；
- 终拧扭矩检验；
- 梅花头检验（适用时）。
10.0.7 钢构件的安装偏差应符合规范要求。
10.0.8 钢结构的验收应包括下列内容：
- 钢材和焊接材料的验收；
- 构件尺寸的验收；
- 连接质量的验收；
- 防腐和防火性能的验收。
第十一章 维护
11.0.1 钢结构应进行定期检查和维护。
11.0.2 钢结构的检查内容应包括：
- 腐蚀和裂缝检查；
- 变形检查；
- 连接节点检查；
- 防腐和防火涂层检查。
11.0.3 钢结构的维护应符合下列规定：
- 腐蚀的构件应及时进行防腐处理；
- 防腐和防火涂层损坏应及时修补；
- 连接节点松动应及时紧固。
11.0.4 钢结构的加固方法应包括：
- 粘贴钢板加固；
- 外包钢筋混凝土加固；
- 增设支撑加固；
- 预应力加固；
- 改变结构体系加固。
第十二章 附录
附录A 构件的稳定系数
轴心受压构件的稳定系数φ应根据构件的长细比、钢材牌号和截面类型按本规范表5.0.3采用。
附录B 焊缝强度设计值
表B.0.1 焊缝强度设计值（MPa）
| 焊缝种类 | 抗压f | 抗拉ft | 抗剪fv | 端面承压fce |
|---|---|---|---|---|
| 对接焊缝（一、二级） | 215 | 215 | 125 | 325 |
| 对接焊缝（三级） | 185 | 185 | 110 | 325 |
| 角焊缝 | — | 0.38fu | 0.38fu | — |
附录C 高强度螺栓摩擦面抗滑移系数
表C.0.1 摩擦面抗滑移系数μ
| 连接处构件接触面的处理方法 | Q235 | Q355 | Q390 |
|---|---|---|---|
| 喷砂或喷丸 | 0.45 | 0.50 | 0.50 |
| 喷砂后涂无机富锌漆 | 0.35 | 0.40 | 0.40 |
| 喷砂后生赤锈 | 0.45 | 0.50 | 0.50 |
| 钢丝刷清除浮锈 | 0.30 | 0.35 | 0.35 |
本规范用词说明
为便于在执行本规范条文时区别对待，对要求严格程度不同的用词说明如下：
- 表示很严格，非这样做不可的用词：正面词采用"必须"，反面词采用"严禁"；
- 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"；
- 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"，反面词采用"不宜"；
- 表示有选择，在一定条件下可以这样做的用词：采用"可"。
条文中指明应按其他有关标准执行的写法为："应符合……的规定"或"应按……执行"。
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