17钢标第3.1.4条规定,钢结构的安全等级按GB 50068《建筑结构可靠度设计统一标准》(简称《建标》)和GB 50153《工程结构可靠性设计统一标准》(简称《工标》)采用。《建标》是针对建筑结构的，目前为2001版;《工标》是针对工程结构的，对建筑结构起指导作用,目前为2008版。《建标》第1.0.8条及条文说明规定，安全等级二级为破坏后果严重的一般建筑物，一级为破坏后果很严重的重要建筑物。《工标》在第3.2.1条的相关内容表述与《建标》上述的表述是一致的。 但《工标》在Ａ.１.１给出的结构安全等级示例里，将二级描述为普通住宅和办公楼，一级为大型公共建筑，这就扩大了一级建筑物的范围，因为这个表述使公共建筑中的高档办公楼、体育场馆等都可能落入一级建筑物。

17钢标第17.１.２条规定，钢结构的抗震设防类别按GB 50223《建筑工程抗震设防分类标准》(简称《分类标准》)采用。目前的《分类标准》是2008版。

《工标》在表A.1.1的注中指出乙类建筑安全等级宜采用一级、丙类建筑宜采用二级，这项规定虽然统一了设防类别和安全等级的关系，使实际应用起来更方便，但毕竟这两个事项强调的事务的侧重点不同，这样简单的归并会造成概念上的误解和应用上的混乱。

一般来说，安全等级考虑的是正常使用状态下的可靠度，安全等级二级保证延性结构的可靠性指标β=3.2，这对于大多数结构的安全性是足够的。提高到一级，相当于β=3.7，仅仅适用于重要的建筑物，如人民大会堂等。

抗震设防类别考虑的是地震时人员的伤害情况。丙类适用于一般结构，对可能造成大量人员伤亡的结构提高到乙类。可见，因地震较正常使用状态具有更大的不确定性和危害性,所以一般来说乙类的建筑物范围比安全等级一级的建筑物范围要广。

下面的两个例子选自本人参加的超限审查。

第4.1.5条的条文说明给出了采用未列在17钢标选用钢材牌号的其他钢材的选用方法。这里仅就目前国产钢材的情况加以分析和说明。

17钢标选用了国标GB/T 700—2006的Q235钢，屈服强度为上屈服点；GB/ T 1592—2008的Q345、Q390、Q420、Q460钢，屈服强度为下屈服点；GB/ T 19879—2005 的Q345GJ钢，屈服强度为上屈服点。17钢标各钢号的抗力分项系数是分别按上述的上或下屈服点统计的。

GB/T 19879于2015年进行了修订(GB/T 19879—2015)，将之前的上屈服点改为下屈服点。GB/T 1591于2018年进行了修订(GB/T 1591—2018)，将之前的下屈服点改为上屈服点，并将Q345钢用Q355钢代替，下面就两个问题进行讨论。

Q355钢的设计指标可直接按Q345钢的取值。

这是考虑到其上下屈服点相差约10MPa，且认为现Q355钢就是原Q345钢，故以17钢标中Q345钢的设计强度直接取为Ｑ355钢的设计强度。这样做新旧钢号的可靠度是不变的。但反过来说如按上屈服点计算，Q355钢的设计强度取值偏小。

同理，对于Q390、Ｑ420、Q460钢，直接取用17钢标的设计值因上下屈服点的差异会降低与原标准相比的安全度，且上、下屈服点的统计规律也不一样。

类似地，Q345GJ钢因上、下屈服点的差异，直接取用17钢标的设计值会提高这个钢号的安全度。

17钢标第7.2.1条为轴心压杆的稳定设计，这里以此为契机谈谈悬臂类高层建筑的刚重比和自振周期。

具有顶部竖向压力N的匀质悬臂杆(图１)，其欧拉临界力为：

图１　具有顶部竖向压力的匀质悬臂杆

欧拉临界力也可由悬臂杆的运动方程求出[1]。

其中

即悬臂杆的振动频率（圆频率）与其欧拉临界力成正比，正好比“静若处子，动若脱兔”。

17钢标第5.1.6条给出了二阶效应系数，当其大于0.25时，应增加结构抗侧移刚度或采用直接分析法进行结构计算。对于一般结构，二阶效应系数为屈曲因子的倒数（17钢标公式5.1.6-2），即此时相当于屈曲因子限值为4。

具有均匀质量的悬臂杆（图2），其临界荷载与顶部具有的悬臂杆相当，即：

式（3）中引入，则考虑屈曲因子λ后的设计采用的最小刚重比为：

图２　具有均匀质量的悬臂杆

JGJ 3—2010《高层建筑混凝土结构技术规程》(简称《高规》)对于悬臂柱类结构，取λ＝10，则刚重比限值为βmin＝1.35(《高规》取1.4)。此算法与《高规》结果一致，但概念更显清晰，推导更加简便。

式(７)即为考虑结构整体稳定情况下悬臂类高层建筑第1周期上限值与结构高度的关系式。

举例:L＝600m，T＝11.6s;L=100m，T＝4.7s;L＝1000m,T＝14.9s。

本文内容受童根树和张小勇的引示，在此一并感谢。

问题１:新版《钢结构设计标准》中7.4.2指出框架支撑的计算长度与构件内力有关;新钢标的性能化设计中表17.3.12揭示支撑板件宽厚比等级与长细比有关。设计中不同工况内力导致计算长度变化进而影响长细比，长细比变化可能会导致支撑板件宽厚比等级及延性等级均变化。请问工程设计中应该怎样确定支撑板件宽厚比等级及延性等级?

答:17钢标表17.3.12为支撑延性等级与支撑截面板件宽厚比和支撑长细比的对应关系表。应用过程如下：１)由表17.2.2-1确定的支撑性能等级自表17.1.4-2得到支撑的延性等级。２)由表17.3.12支撑的延性等级得到支撑截面板件宽厚比等级和支撑长细比，因此可以看出，支撑长细比是最后确定的，而一般情况下17钢标的支撑计算长度取值按表7.4.1－1和表7.4.1－2，是与支撑内力无关的，特殊情况下17钢标在7.4.2条和7.4.3条列出了支撑计算长度随轴力变化的公式，此时可依据轴力的变化范围偏安全地取一个计算长度的上限值进行设计计算。

问题２:在GB 50017—2017《钢结构设计标准》疑难浅析(１)第３节中指出除按GB 50017—2017进行设防地震验算尚应按GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》进行多遇和罕遇设计验算。按GB 50011—2010进行多遇验算发现计算结果不满足新钢标中表3.5.1的宽厚比限值，工程设计中应如何看待这个问题?

答:这里的“尚应按GB 50011—2010进行多遇和罕遇设计验算”是指承载力验算,构造要求如板件宽厚比只需按17钢标即可。

问题３:目前化工装置框架基本为支撑结构(柱强轴刚接，弱轴铰接并设置支撑)，GB 50017—2017的17.3.4给出了框架结构刚接时正则化宽厚比要求。对于支撑结构弱轴是否也应该参照17.3.11与17.3.4执行?

答：此时弱轴方向为支撑结构，按支撑结构设计处理，无支撑的框架部分不承受地震力。

问题4：支撑结构在设计过程中梁柱均满足《抗规》要求，仅柱间支撑长细比超限。若采用性能化设计是否仅对柱间支撑按照性能化要求确定性能要求、延性等级和宽厚比等级，梁柱按《抗规》采用构造措施不按照性能化采取措施？框架—支撑结构呢？

答：支撑结构为仅支撑及所在框架承受地震力、无支撑的框架部分只承受竖向力的结构，此时无支撑的框架部分可做成铰接框架。《抗规》第8章无此类结构，因此，支撑结构的设计和构造按17钢标即可。

框架—支撑结构可按17钢标的设计和构造要求对支撑及所在框架和无支撑的框架部分分别进行抗震设计，并满足相应的构造要求。

该篇文章刊载于《钢结构》2019年第2期，如需购买请点击以下链接：