钢结构设计规范 1
J 17-74(试 行) 主编单位：中华人民共和国冶金工业部 批准单位：中华人民共和国国家基本建筑委员会中 华 人 民 共 和 国 冶 金 工 业 部 试行日期：1 9 7 5 年 5 月 1 日 通 知
(74)建发设字第760号(74)冶基字第1774号 根据国定基本建设委员会(71)建革函字第150号通知，由冶金部会同有关单位共同编制的《钢结构设计规范》TJ17-74，经有关部门会审，现批准为全国通用设计规范，自一九七五年五月一日起试行。国家基本建设委员会 冶 金 工 业 部 一九七四年十二月二十六日 编制说明
本规范是根据国家基本建设委员会(71)建革函字第150号通知，由我部北京钢铁设计院会同有关设计、施工、科研、大专院校等单位共同编制而成。在编制过程中，遵循独立自主、自力更生、艰苦奋斗、勤俭建国的方针，实行技术人员、工人干部三结合，进行了比较广泛的调查研究和科学试验，总结了建国以来广大群众的实践经验，吸取了近年的科研成果，并征求全国有关单位的意见，最后会同有关部门审查定稿。本规范共分八章和七个附录。主要内容有：材料的选用和计算指标，构件和连接的计算方法，构造要求和圆钢、小角钢的轻型钢结构的若干规定。 在试行本规范过程中，希各单位注意积累资料和总结经验，如发现需要相处改和补充之处，请将意见和有关资料寄交北京钢铁设计院，并抄送我部，以便今后修订。冶金工业部 一九七四年十一月 基本符号
内外力 M--弯矩 N--轴心力 P--集中荷载或高强螺栓的预拉力 Q--剪力 计算指标 E--钢材的弹性模量 G--钢材的剪切模量 σ--正应力 [σ]--钢材抗拉、抗压和抗弯的容许应力 [σcd]--钢材端面承压的容许应力 [σdl]--锚栓抗拉的容许应力[σhl]、[σha]--对接焊缝抗拉和抗压的容许应力 [σll]、[σlc]--普通螺栓抗拉和承压的容许应力 [σml]、[σmc]--铆钉抗拉和承压的容许应力 σj--局部压应力 σs--钢材的屈服点 τ--剪应力 [τ]--钢材抗剪的容许应力 [τh]、[τl]、[τm]--对接焊缝、普通螺栓和铆钉抗剪的容许应力 [τhl]--贴角焊缝抗拉、抗压和抗剪的容许应力 几何特征 A--毛截面面积 Af--净截面面积 D--直径 H--柱的高度 H0--柱的计算高度 H1、H2--单阶柱下段和上段的高度 H1、H2、H3--双阶柱下段、中段和上段的高度 I--毛截面惯性矩 Ij--净截面惯性矩 S--毛截面面积矩 Sj--净截面面积矩 Si--对梁中和轴的翼缘毛截面面积矩 W--毛截面抵抗矩 Wj--净截面抵抗矩 Ws--毛截面塑性抵抗矩 Wsj--净截面塑性抵抗矩 Z--集中荷载分布长度 b、b1、b2--翼缘宽度 d--直径 e--偏心距 h--截面高度 ho--腹板计算高度 hf--贴角焊缝的厚度(截面直角的较小边) l--长度或跨度 l0--计算长度 l1--桁架平面外支承点间的距离 lf--焊缝的计算长度 r--回转半径 t--梁翼缘厚度 δ--板的厚度 E--偏心率 O--夹角 λ--长细比 λh--换算长细比 计算系数 k--疲劳容许应力计算系数 f--摩擦系数 n--在连接处铆钉或螺栓的数目 nm--每个高强螺栓传力摩擦面数目 α--线胀系数 η--增大或减小系数 γ--容重 μ--框架等截面柱的计算长度系数 μ1、μ3--框架单阶柱下段和上段的计算长度系数 μ1、μ2、μ3--框架双阶柱下段、中段和上段的计算长度系数 ρ--疲劳应力比值 ψ--轴心受压构件的稳定系数 ψP--实腹式偏心受压构件在弯矩作用平面内的稳定系数 ψ1--偏心受压构件在弯矩作用平面外的稳定系数 ψPg--格构式偏心受压构件在弯矩作用平面内的稳定系数 ψw、ψ'w--梁的整体稳定系数 第一章 总 则
第1条 钢结构设计必须从实际情况出发，合理选用材料和结构方案，尽量节约钢材，做到技术先进，经济合理，安全适用，确保质量。
第2条 本规范适用于工业与民用房屋和一般构筑物的钢结构设计。
设计在地震区的钢结构或考虑防火要求钢结构和在特殊情况下的钢结构(如塔桅结构和受有高温、高压或强烈侵蚀作用的结构等)时，尚须符合现行的有关专门规范或规定的要求。
第3条 设计钢结构时，应考虑材料供应情况和施工条件，满足结构在运输、安装和使用过程中的强度，稳定性和刚度的要求，减少制作、安装工作量，注意结构的抗腐蚀性能。在钢结构设计图纸和钢材订货文件中，应注明采用的钢号(包括钢类、炉种、浇注方法--镇静钢或沸腾钢)和连接材料的型号(或钢号)，以及对钢材所要求的机械性能和化学成分的附加保证项目。
第二章 材 料
第一节 结 构 材 料 第4条 承重结构的钢材一般采用3号钢、16锰钢或16锰桥钢，其质量标准应分别符合现行《普通碳素钢钢号和一般技术条件》、《普通低合金钢号一般技术条件》和《桥梁用碳素钢及普通低合金钢钢板技术条件》规定的要求，并根据不同情况宜按表1选用。
结构采用的钢号 表1
续表
注：①冶金工厂的夹钳或刚性料耙吊车的焊接吊车梁，当计算温度等于或低于-20℃时，宜采用16锰桥钢。 ②当有可靠根据时，可采用其它钢号。对于证明书的钢材，经试验证明其化学成分和机械性能符合相应标准所列钢号的要求时，可酌情使用。 ③低温地区的露天(或类似露天)焊接结构采用混腾钢时，板厚不宜过大。 ④计算温度应按现行《工业企业采暖通风和空气调节设计规范》中的各冬季空气调节室外计算温度确定。 ⑤目前顶吹氧气转炉钢是按现行《普通碳素钢钢号和一般技术条件》中的平炉钢标准进行生产与验收的。 第5条 承重结构的钢材应保证抗拉强度，伸长率、屈服点和硫、磷的极限含量，对焊接结构尚应保证碳的极限含量。
承重结构的钢材，必要时尚应具有冷弯试验合格的保证。
对于重组工作制和吊车起重量等于或大于50吨的中级工作制焊吊车梁或类似结钢材，应具有常温冲击韧性的保证。当计算温度等于或低于-20℃时:对于3号钢尚应具有-20℃冲击韧性的保证；对于16锰桥钢尚应具有-40℃冲击韧性的保证。
注：重级工作制的非焊接吊车梁，必要时其钢材亦应具有冲击韧性的保证。
第6条 钢铸件应采用现行《碳素钢铸件分类及技术条件》中规定的ZG15、ZG25、和ZG35号铸钢。
第二节 连 接 材 料
第7条 手工焊接用的焊条，应符合现行《低碳钢及低合金高强度钢焊条》规定的要求。选择的焊条型号应与主体金属强度相适应，如：
一、焊接3号钢时：对重级工作制吊车梁或类似结构，宜采用T426、T427型焊条；对其它结构，则宜采用T420～T425型焊条；
二、焊接16锰钢或16锰桥钢时，宜采用T500～T505型焊条；对重级或中级工作制吊车梁或类似结构，宜采用T506、T507型焊条。
第8条 自动焊或半自动焊应采用与主体金属强度相适应的焊丝和焊剂。
焊丝应符合现行《焊条用钢丝》规定的要求。
第9条 铆钉应采用现行《普通碳素钢铆螺用热轧圆钢技术条件》中规定的ML2、ML3号钢制成。
第10条 普通螺栓和锚栓可采用现行《普通碳素钢钢号和一般技术条件》中规定的3号钢制成。
第11条 高强螺栓宜采用现行《合金结构钢技术条件》中规定的40硼钢或现行《优质碳素结构钢钢号和一般技术条件》中规定的45号钢制成，并予以热处理。热处理后按螺纺内径计逄的抗拉强度：对40硼钢应不低于120公斤/毫米2；对45号钢应不低于90/公斤毫米2。
高强螺栓的螺母和垫圈，宜采用现行《优质碳素结构钢钢号和一般条件中规定的45号钢制成，并予在热处理。
第三章 计算的基本规定
第一节 一般规定
第12条 本规东采用标准荷载和容许应力进行计算。
第13条 各种承重结构均应计算强度和稳定性，使用时需控制变形的结构，尚应计算变形；对于重级工作制吊车梁或类似结构，向应计算疲劳强度。
第14条 计算承重结构时，荷载的取值与组合应按现行《工业与民用建筑结构荷载规范》的规定并根据下列情况予以确定：
一、计算直接承受动力荷载的结构的强度和稳定性时，动力荷载应乘以动力的系数，但计算变形时，不乘以动力系数；
二、计算吊车梁及制动结构的疲劳度时，荷载按作用在跨间内的起重量最大的一台吊车确定，并应考虑吊车垂直荷载的动力系数，但不考虑吊车横向水平荷载的动力系数；
三、计算平炉、转炉车间或其它类似车间的工作平台结构时，由修理材料所产生的荷载，可按下列系数予以折减；
主梁 0.85；
柱(包括基础) 0.75。
第二节 容许应力
第15条 钢材的容许应力应根据表2的尺寸分组，按表3采用。
钢铸件的容许应力应按表4采用。
连接材料的容许应力应按表5或6采用。
注：采用本条表中未列入的其它钢号时，其容许应力应酌情确定。
钢材分组的尺寸(毫米) 表2
注：①棒钢包括圆钢、方钢、扁钢和六角钢；型钢已括角钢、工字钢和情钢。
②工字钢和柄钢的厚度系指腹板的厚度。
钢材的容许应力(公斤/厘米2) 表3
注：3号镇静钢第2组钢材的容许应力按表中数值增加5%。
钢铸件的容许容力(公斤/厘米2) 表4
焊缝的容许应力(公斤/厘米2) 表5
注：检查焊缝质量的普通方法系指外观检查，测量尺寸，钻孔检查等方法；精确方法是在普通方法的基础上，用"X"射线算方法进行补充检查，
铆钉和普通螺栓连接的容许应力(公斤/厘米2) 表6
注：①孔壁质量属于下列情况者为I类孔：
1)在装配好的构件上接设计孔径钻成的孔；
2)在单个零件和构件上按设计孔径分别用钻模钻成的孔；
3)在单个零件上先钻成或冲成较小的孔径，然后在装配好的构件上再扩钻再设计孔径的孔。
②在单个零件上一次冲成或不用钻模钻成设计孔径的孔属于Ⅱ类孔。
第16条 计算下列情况的结构或连接时，第15条所规定的容许应力值，应乘以相应的折减系数：
一、重级工作制吊车梁及其连接 0.95；
二、恒载(包括自重)小于总荷载40%的屋盖檩条、屋架和托架的杆件和连接 0.95；
三、施工条件较差的高空安装焊缝和铆钉连接 0.90；
四、埋头和半埋头铆钉杆件： 0.85；
五、单面连接的单角钢杆件：
1.轴心受力庄算强度和连接 0.85；
2.按轴心受压计算稳定性：
当λ≤100 0.70；
当λ≥200 1.00；
当100＜λ＜200 按直线插入取值。
λ--对中间无联系的单角钢压杆，按最小回转半径计算的长细比。
注：当几种情况同时存在时，其折减系数应连乘。
第17条 钢材和钢铸件的物理性能，应按表7采用。
钢材和钢铸件的物理性能 表7
第三节 疲劳符容许应力
第18条 计算钢结构的疲劳强度时，主体金属和边接的疲劳容许应务应按下列公式确定：
绝对值最大的应力为拉力时，
绝对值最大的应力为压力时，
式中 [σpo]--ρ=0时主体金属和连接的疲劳容许拉应力，按表8采用； K--系数，按表8采用； ρ--构件的疲劳应力比值，等于绝对值最小和最大的应力之比(拉应力取正号，压应力取负号)。 注：①按公式(1)、(2)算得的[σρ]若等于或大于材料和连接相应的容许应力，以及公式(2)中ρ≥K时，可不计算结构的疲劳强度。 ②铆钉(抗剪和承压)和贴角焊缝的疲劳容许应力，不论最大应力为拉应力或压应力均应按公式(1)确定。 [σpo]和系数K值 表8
续表
续表
续表
注：①第2项，对受拉构件应保证两侧边缘平直无缺口。 ②"焊缝经机械加工"系指对焊缝用砂轮或其它专门方法顺应力方方向加工齐平，焊缝表面不得留下刻痕、凹口或其它损伤缺陷。 ③第9、11、12项应力应以净截面面积计算。 ④第10项应以毛截面面积计算。对高强螺栓本身可不计算疲劳强度。 ⑤对于夹钳或刚性料耙吊车的吊车梁[σpo]应降低10%。 第四节 结构变形的规定
第19条 计算钢结构的变形时，可不考虑铆钉(或螺栓)孔引起的截面削弱。
第20条 受弯构件的挠度不应超过表9所列的数值。
受弯构件的客许挠度 表9
注：l-受弯构件的跨度(对悬臂梁为悬伸长度的2倍)。
第21条 在有重级工作制吊车的厂房中，吊车梁的制动结构由一台最大吊车横向水平荷载(不考虑动力系数)所产生的挠度不应超过跨度的1/2000。厂房每一跨间一般保证两侧满足此项要求。
第22条 有重级工作制吊车的厂房柱和有中、重级工作制吊车的露天栈桥柱，在吊车梁上翼缘顶面标高处由一台最大吊车横向水平荷载(不考虑动力系数)所产生的计算变形值，不应超过表10中的规定(计算变形时，假定横向水平荷载作用于厂房或露天栈桥一侧的柱上，纵向水平荷载分配在温度区段内所有柱间支撑或纵向框架上)。
柱的容许计算变形值 表10
注：①H为柱脚底面到吊车梁上翼缘顶面的高度。
②当排架不对抗称时，其横向变形应按最不利的一侧考虑。
③在设有夹钳或刚性料把吊车的厂房中，厂房柱的容许计算变形值应降低10%。
第四章 受变构件的计算
第一节 强 度
第23条 仅在一个主平面内受弯的构件，应按公式(3)和(4)分别计算正应力和剪应力，在梁的腹板未用加劲肋加强处，当梁的上翼缘有集中荷载时，还应按公式(5)地算腹板的局部压应力。
一、正应力
式中 M--计算截面的弯矩； Wj--净截面抵抗矩； [σ]--钢材的抗弯容许应力。 二、剪应力
式中 Q--计算截面的剪力； I--毛截面惯性矩； S--计算剪应力处以上毛截面对中和轴的面积矩； σ--腹板的厚度； [τ]--钢材的抗剪容许应力。 三、局部压应力
式中 P--集中荷载，不考虑动力系数； M1--系数，应按下列规定采用： 重级工作制吊车梁
轻、中级工作制吊车梁
其它梁
Z--集中荷载压力分布长度，可按下式计算：
a--对吊车梁取5厘米，其它梁为集中荷载处的支承长度； hy--自吊车梁轨顶或其它梁顶面至腹板计算高度上边缘(见第30条)的距离。 注：在组合梁中同时受有较然而正应力σ、较大剪应力τ和局部压应力σj时(如连续梁支座处或梁的翼缘截面改变处等)，还应按下式计算折算应力；
式中 σ、τ、σf--为组合梁腹板计算高度边缘同一点上同时产生的正应力、剪应力和局部压应力。σ和σj应带各自的正负号。 第24条 在两个主平面内受弯的构件，应按下式计处正应力：
式中 Mx、My--对x轴和y轴的弯矩； Wfx、Wjy--对x轴和y轴的净截面抵抗矩。 第25条 承受静力荷载的等截面焊接梁和扎制梁，当符合下列所有要求时，计算强度时可考虑塑性变形的发展：
一、符合第28条第一项规定或对工字形截面梁l/b1不超过表11所规定数值的0.858；
二、受压翼缘的宽厚比b1 t≤20 2400σs，σs为钢材的屈服点，对3号钢(或2号钢)，取σs=2
400公斤/厘米2；对16锰钢和16锰桥钢，取σs=3500公斤/厘米3；
三、腹板的计算高度与其厚度之比b0σ≤70 2400σs；
四、最大弯矩所在截面的腹板平均剪应力τ=Qh0δ≤0.3[σ]。