专栏上线|17钢标疑难浅析（5）


	GB50017—2017《钢结构设计标准》（简称17钢标）已于2018年7月1日正式实施。对比前一版的GB50017—2003《钢结构设计规范》，17钢标在内容上进行了大量的修订和增补，特别是增加了诸如钢结构设计直接分析法和钢结构抗震性能化设计等新内容。为使大家在应用17钢标进行设计时能够正确理解条文和条文说明，钢结构公众号（id:steel_construction)在2019年特设专栏刊登《钢结构》编委、17钢标主编王立军大师的系列讲座“17钢标疑难浅析”。

有别于通常对标准的讲解材料和专题报告，本系列讲座的问题直接来源于17钢标的条文及条文说明，通过构想作者与读者共同学习17钢标的场景，发掘出读者在应用17钢标进行设计时即使反复研习了条文和条文说明仍有理不清的那个问题，从标准编制者的角度为读者理清问题的概念、逻辑和关联，打通从标准条文、条文说明到设计应用之间的最后一道屏障。

该系列讲座将每月推送一期，每期刊登三个问题，从第二期开始，我们将刊登读者对前期问题的讨论及作者对讨论的回复,同时也将在钢结构期刊上刊出（本期内容见2019年5月的《钢结构》期刊），欢迎大家关注和留言，就当期内容热情讨论，我们会整理汇总给作者。留言方式见文末。

13 屈曲分析与自振分析（第7.2.1条）

从屈曲分析与自振分析对比的角度对稳定问题进行探讨。

13.1 欧拉杆的屈曲

如图1，在轴压力P的作用下，两端铰接杆满足下列平衡方程。

图 1 欧拉杆

式中:ｍ为正弦半波数，对应的压杆失稳特征向量和特征值见图２。

图2 压杆失稳特征向量和特征值

13.2 简支梁的振动

上述欧拉杆看成简支梁(图3)，下面讨论其自由振动问题(本案例选自文献[1])。

图 3 简支梁

比较式(3)和式(13)可见，屈曲的位移模态与振动的位移曲线其形状是一致的，位移模态作为结构的固有属性，是结构变形曲线的基本组成单元，而不论其受静力或动力荷载作用。

图4 简支梁自由振动

14 轴压杆的稳定性（第7.2.1、7.2.2条）

第7.2.1条给出了轴心受压构件稳定性计算公式：

上述稳定系数φ是考虑双轴对称截面弯曲屈曲，按柱的最大强度理论采用Perry公式表示形式得到的表达式。φ与构件长细比（或换算长细比）有关，并考虑初弯曲和残余应力的影响，为柱的弹性和弹塑性区段屈曲计算公式。

根据稳定理论，轴心受压构件可能的失稳模式有三种:弯曲失稳、弯扭失稳和扭转失稳。弯曲失稳可理解为沿两个主轴ｘ或ｙ的单向弯曲失稳，弹性失稳对应于欧拉临界力。弯扭失稳可理解为沿ｙ轴弯曲失稳时伴随着绕ｚ轴的扭转，即yz弯扭失稳。扭转失稳可理解为绕ｚ轴的扭转失稳，此时ｚ轴不动。对称截面的扭转失稳见图５，非对称截面的弯扭失稳见图６。

对于双轴对称截面，最有可能发生的是弯曲失稳。式(15)、式(16)就是按弯曲失稳推导出的柱的弹塑性稳定公式。因此，对于双轴对称截面，按下面两式分别计算长细比，并按式(14)、式(15)、式(16）进行稳定验算。

图5 对称截面的扭转失稳

图6 非对称截面的弯扭失稳

15 吊车卡轨力（第3.3.2节）

本条规定的横向水平地震力为吊车纵向行走时因吊车摆动引起的卡轨力，它与荷载规范给出的横向水平力不是同一概念。

荷载规范考虑的横向水平力是吊车的大车停止后小车吊着重物沿大车桥架横向行走停止刹车时的摩擦力，其值为小车重量加吊重乘以摩擦系数（0.1左右），并在两侧吊车梁平均分配。

本标准的卡轨力为大车重+小车重+吊重后乘以系数（可取0.1）并考虑吊车的最大轮压。一般来说，卡轨力大于荷载规范的横向水平刹车力。

问题1：次梁是否也按表3.5.1控制局部稳定？

答：表3.5.1板件宽厚比限值用于第17章抗震设计的梁和柱，次梁不属于抗侧力构件，其局部稳定计算见第6章。

问题2：板件宽厚比等级为S5时是采用新钢标设计，还是按照GB50018-2002《冷弯薄壁型钢规范》设计？

答：按新钢标设计。

问题3：新钢标钢梁是否调幅？