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1 总 则
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1.0.1 为统一水运工程钢结构设计技术要求,做到安全可
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1.0.2 本规范适用于水运工程的水工钢结构设计,其中船
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1.0.3 水运工程的钢结构设计除应符合本规范的规定外,
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2 术 语
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2.0.1 抗滑移系数 slip coefficien
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2.0.2 应力循环次数 number of stre
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2.0.3 脆断 brittle fracture
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2.0.4 撬力 prying force 螺
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2.0.5 屈曲 buckling 杆件或板件
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2.0.6 钢与混凝土组合梁 composite st
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3 基本规定
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3.1 一般规定
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3.1.1 水运工程钢结构设计应满足结构强度、稳定性和刚
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3.1.2 钢结构的设计文件,应注明结构的设计使用年限、
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3.1.3 新型或大型钢结构工程的设计应进行必要的设计计
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3.1.4 本规范除疲劳计算及船闸闸门和阀门、船坞坞门的
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3.1.5 钢结构设计应根据结构失效可能产生的后果,参照
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3.1.6 承重结构应按承载能力极限状态和正常使用极限状
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3.1.7 钢结构设计应区分下列四种设计状况:
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3.1.8 钢结构的四种设计状况应分别按下列规定的极限状
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3.1.9 钢结构设计考虑的极限状态应采用相应最不利的作
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3.1.10 计算结构或构件的强度、稳定性以及连接的强度
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3.1.11 钢结构的安全等级及重要性系数、作用的标准值
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3.2 材 料
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3.2.1 钢结构宜采用碳素结构钢、低合金高强度结构钢或
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3.2.2 承重结构的钢材牌号应根据结构的重要性、荷载特
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3.2.3 承重结构采用的钢材应具有抗拉强度、屈服强度、
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3.2.4 对于需要验算疲劳的结构所采用的钢材,应根据所
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3.2.5 焊接结构用铸钢节点的材料应符合现行国家标准《
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3.2.6 连接轴、支座辊轴和铰轴宜采用35或45优质碳
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3.2.7 钢结构的连接材料应符合下列规定。 3.2
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3.2.8 钢材的强度设计值应根据钢材厚度或直径按表3.
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3.2.9 计算结构构件或连接时,强度设计值应乘以相应的
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3.2.10 钢材和钢铸件的物理性能指标应按表3.2.1
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3.3 变 形
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3.3.1 受弯构件的挠度不应超过表3.3.1中所列限值
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3.3.2 挠度计算值超过跨度的1/1600时,宜将受弯
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3.4 防 护
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3.4.1 钢结构的防腐蚀设计应与结构设计同时进行,防腐
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3.4.2 钢结构构件的防火保护层应根据防火等级对不同构
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4 构件计算
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4.1 一般规定
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4.1.1 直接承受动荷载的结构,动荷载设计值在计算强度
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4.1.2 钢结构设计时应采取避免构件受扭的构造措施。扭
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4.2 计算长度和容许长细比
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4.2.1 受压构件的计算长度应根据杆端约束和构件几何长
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4.2.2 确定桁架弦杆和用节点板与弦杆连接的单系腹杆的
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4.2.3 桁架弦杆侧向支撑点之间的距离为节点长度的2倍
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4.2.4 桁架再分式腹杆的受压主斜杆及K形腹杆的竖杆,
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4.2.5 确定在交叉点相互连接的桁架交叉腹杆的长细比时
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4.2.6 桁架杆件的长细比不宜超过表4.2.6的限值。
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4.2.7 格构式轴心受压构件缀件为缀条时,其分肢的长细
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4.3 强度和稳定性
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4.3.1 轴心受拉构件和轴心受压构件的强度应满足式(4
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4.3.2 实腹式轴心受压构件的稳定性应满足下式要求:
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4.3.3 构件长细比应按下列规定确定。 4.3.3
-
4.3.4 格构式轴心受压构件的稳定性应按式(4.3.2
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4.3.5 用填板连接而成的双角钢或双槽钢构件,可按实腹
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4.3.6 受弯构件应根据具体情况分别验算正应力、剪应力
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4.3.7 受弯构件的整体稳定性应符合下列规定。 4
-
4.3.8 拉弯构件和压弯构件的强度应满足下式要求: 式
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4.3.9 压弯构件的整体稳定性验算应符合下列规定。
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4.3.10 焊接钢板梁腹板应按下列规定配置加劲肋,并应
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4.3.11 梁受压翼缘自由外伸宽度与其厚度之比不应大于
-
4.3.12 箱形截面梁受压翼缘板在两腹板之间的无支承宽
-
4.3.13 箱形轨道梁翼缘板纵向加劲肋的间距应满足第4
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4.3.14 梁腹板横向加劲肋的最小间距应为0.5倍的腹
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4.3.15 受压构件中的翼缘板自由外伸宽度与其厚度之比
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4.3.16 工字形和H形截面的受压构件中,腹板计算高度
-
4.3.17 箱形截面的受压构件中,受压翼缘的宽厚比应满
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4.3.18 圆管截面的受压构件外径与壁厚之比不应大于1
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4.4 变 形
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4.4.1 计算构件变形时可按构件的毛截面计算,不考虑螺
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4.4.2 构件的变形计算应根据不同的使用要求采用相应的
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5 连接计算
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5.1 一般规定
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5.1.1 钢结构宜采用焊缝连接,也可采用螺栓连接或铆钉
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5.1.2 钢结构的焊缝布置和焊接工艺应避免应力集中,并
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5.1.3 焊缝连接的焊件可采用对接或T形连接,焊缝的主
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5.1.4 普通螺栓用作受剪连接时宜选用精制螺栓。
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5.2 焊缝连接
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5.2.1 焊缝应根据结构的重要性、荷载特性、焊缝形式、
-
5.2.2 对接焊缝的强度计算应符合下列规定。 5.
-
5.2.3 直角角焊缝的强度计算应符合下列规定。 5
-
5.2.4 斜角角焊缝和部分焊透的对接焊缝的计算应按现行
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5.3 螺栓与铆钉连接
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5.3.1 普通螺栓、锚栓和铆钉连接计算应符合下列规定。
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5.3.2 高强度螺栓摩擦型连接计算应符合下列规定。
-
5.3.3 高强度螺栓承压型连接应符合下列规定。 5
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5.3.4 在构件的节点处或拼接接头的一端,当螺栓或铆钉
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5.3.5 下列情况的连接中螺栓或铆钉的数目应增加。
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5.4 节点板
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5.4.1 连接节点处板件在腹杆拉力作用下的强度应按下列
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5.4.2 桁架节点板在斜腹杆压力作用下的稳定性计算应符
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5.5 支 座
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5.5.1 钢结构的支座应根据结构的重要性、使用条件以及
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5.5.2 平板钢支座宜用于跨度小于12m的钢结构。其底
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5.5.3 弧形钢板支座和辊轴支座宜用于跨度为12~24
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5.5.4 滚轮支座(图5.5.4)宜用于活动钢引桥。滚
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5.5.5 铰轴支座(图5.5.5)的圆柱形枢轴,当两相
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5.5.6 板式橡胶支座宜用于中小跨度的桥梁,其设计应符
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5.5.7 盆式橡胶支座宜用于跨度较大的桥梁,其设计应符
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5.5.8 球形钢支座宜用于大跨度桥梁,其规格应根据荷载
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5.5.9 橡胶、球形活动支座摩擦系数按国家现行标准取值
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6 疲劳计算
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6.0.1 直接承受动力荷载重复作用的钢结构构件及其连接
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6.0.2 疲劳计算可采用容许应力法,应取动力荷载标准值
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6.0.3 应力循环内应力幅保持常量的常幅疲劳,应满足下
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6.0.4 应力循环内应力幅随机变化的变幅疲劳,当能预测
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6.0.5 构件表面温度大于150℃、处于海水腐蚀环境、
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7 构造要求
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7.1 一般规定
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7.1.1 钢结构的构造应便于制作、运输、安装和维护,结
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7.1.2 在钢结构的受力构件及其连接中,除钢引桥桥面系
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7.1.3 焊接结构的焊前预热或焊后热处理等特殊措施的采
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7.1.4 钢结构应根据其型式、组成和荷载的不同情况,设
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7.2 焊缝连接
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7.2.1 焊缝金属应与主体金属相适应。不同强度的钢材连
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7.2.2 焊缝应避免立体交叉和在一处大量集中,焊缝的布
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7.2.3 对接焊缝的坡口形式应根据板厚和施工条件按现行
-
7.2.4 在对接焊缝的拼接处,当焊件的宽度不同或厚度在
-
7.2.5 角焊缝的尺寸应符合下列规定。 7.2.5
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7.2.6 在直接承受动荷载的结构中,角焊缝表面应做成直
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7.2.7 杆件与节点板的连接焊缝(图7.2.7)宜采用
-
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7.3 螺栓连接与铆钉连接
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7.3.1 每一杆件在节点上以及拼接接头的一端,永久性的
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7.3.2 高强度螺栓孔径应采用钻成孔。摩擦型连接的高强
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7.3.3 在高强螺栓连接范围内,构件接触面的处理方法应
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7.3.4 螺栓或铆钉的距离应满足表7.3.4的要求。
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7.3.5 C级螺栓宜用于沿其杆轴方向受拉的连接,在下列
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7.3.6 型钢构件拼接采用高强度螺栓连接时,其拼接件宜
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7.3.7 对直接承受动荷载的普通螺栓受拉连接应采用双螺
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7.3.8 沉头和半沉头铆钉不得用于沿其杆轴方向受拉的连
-
7.3.9 沿杆轴方向受拉的螺栓或铆钉连接中的端板,应采
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7.4 结构构件
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7.4.1 在缀件面剪力较大或宽度较大的格构式柱宜采用缀
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7.4.2 格构式柱或大型实腹式柱,在受有较大水平力处和
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7.4.3 焊接桁架应以杆件形心线为轴线,螺栓或铆钉连接
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7.4.4 当焊接桁架的杆件用节点板连接时,弦杆与腹杆、
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7.4.5 节点板厚度应根据所连接杆件内力的大小确定,但
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7.4.6 焊接钢板梁的横向加劲肋与翼缘板相接处应切角,
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7.4.7 结构运送单元的划分,除应考虑结构的受力条件外
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7.4.8 结构的安装连接应采用传力可靠、制作方便、连接
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8 钢 引 桥
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8.1 一般规定
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8.1.1 钢引桥宜选用普通桁架式或空腹拱桁式结构,亦可
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8.1.2 钢引桥宜布置成双主梁型式,主梁间的中心距不宜
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8.1.3 钢引桥的施工和使用期间均应保证其抗倾覆稳定性。
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8.1.4 有动荷载作用时应分析结构的动力特性。结构的自
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8.1.5 开口下承式钢引桥必须验算其主桁的受压弦杆或主
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8.1.6 钢引桥设计中除兼作趸船撑杆的钢引桥外,钢引桥
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8.1.7 当趸船纵倾使钢引桥受扭时,应计入扭转对结构的
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8.1.8 钢引桥在制作时应按第3.3.2条规定设置纵向
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8.1.9 需要进行疲劳验算的钢引桥,拉杆、人行道托架和
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8.1.10 设计低水位时,钢引桥的行车道坡度不宜大于1
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8.1.11 钢引桥应设置栏杆。
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8.1.12 港区的特大型钢引桥,可根据其使用功能参照现
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8.2 桥面系
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8.2.1 桥面系的桥面板宜采用钢面板,也可采用钢筋混凝
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8.2.2 海港引桥钢面板厚度不宜小于6.0mm,河港引
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8.2.3 桥面系的梁格宜由横梁和纵梁组成。横梁间距应与
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8.2.4 横梁和纵梁宜采用槽钢或工字钢等轧制型钢,其高
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8.2.5 按平面杆系结构计算时,纵梁可根据其与横梁的连
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8.2.6 横梁应按跨度等于主梁或主桁中距的简支梁计算。
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8.2.7 桥面系的连续长度超过80m时,结构分析模型宜
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8.2.8 必要时,端横梁应考虑在其下用千斤顶顶起钢引桥
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8.3 联结系
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8.3.1 钢引桥的联结系可由纵向水平联结系和横向联结系
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8.3.2 钢引桥应在其上下弦杆或翼缘平面内布置纵向水平
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8.3.3 纵向水平联结系宜采用交叉形或菱形桁架,不宜采
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8.3.4 纵向水平联结系可按承受横向水平荷载的平面桁架
-
8.3.5 计算上平面纵向水平联结系在横向水平荷载作用下
-
8.3.6 纵向联结系除承受上述横向水平荷载外,还应计算
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8.3.7 位于受压弦杆平面内的纵向联结系斜杆,除按第8
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8.3.8 钢引桥应根据结构型式设置相应的横向联结系。上
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8.3.9 横向联结系应布置在主桁竖杆或主梁竖向加劲肋的
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8.3.10 横向联结系应与主梁的上下翼缘连接。横向联结
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8.3.11 计算桥门架各杆件因受上平面纵向联结系横向反
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8.3.12 由单根型钢组成的联结系拉杆,可不考虑杆件连
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8.3.13 由单个角钢组成的联结系压杆,当仅以一个肢与
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8.4 实腹板梁式主梁
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8.4.1 实腹板梁式主梁的截面形式宜采用焊接工字形截面
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8.4.2 由不计冲击的可变荷载标准值所引起的实腹板梁式
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8.4.3 焊接实腹板梁的翼缘宜用一层钢板制成。当采用两
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8.4.4 板梁在支承处和较大的固定集中力作用处应设置成
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8.4.5 焊接板梁的焊缝布置宜满足下列要求:
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8.4.6 板梁翼缘拼接时,拼接板净截面积应比被拼接翼缘
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8.5 桁架式主梁
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8.5.1 桁架的结构分析模型可与联结系、桥面系一起按空
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8.5.2 由可变荷载标准值所引起的桁架式主梁竖向挠度不
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8.5.3 桁架杆件重心线应在各节点处交汇于节点中心,否
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8.5.4 当杆件截面高度与节长之比大于1/10时,应计
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8.5.5 当桁架杆件承担非节点荷载时,该杆件除作为桁架
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8.5.6 与桥面系横梁、横向联结系形成闭合框架的桁架竖
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8.5.7 主桁受拉杆件的拼接板净截面积应比被拼接拉杆的
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8.5.8 节点板可作为弦杆的拼接板,其计算面积应取与弦
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8.5.9 节点板在任何截面上的强度均不应小于被连接杆件
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8.5.10 主桁节点板除按第5.4.1条验算强度外,尚
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8.5.11 节点板的尺寸与外形应紧凑、简单,不应出现凹
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8.5.12 桁架端斜杆或端竖杆作为桥门架的一部分应按第
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8.5.13 H形截面杆件宜根据需要设置排水孔。
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8.6 空腹拱桁式主梁
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8.6.1 空腹拱桁式主梁内力应按刚架模型计算。
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8.6.2 由可变荷载标准值所引起的空腹拱桁式主梁竖向挠
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8.6.3 主桁杆件应按偏心受力构件验算其强度、局部稳定
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8.6.4 主桁的弦杆和腹杆宜采用箱形截面,受力较小时也
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8.6.5 主桁的弦杆和腹杆宜宽度相同,节点构造应简单,
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8.6.6 主桁的腹杆宜均匀布置,其节间距宜控制在1/8
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8.6.7 主桁上弦联结系的布置应根据结构的整体稳定承载
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8.6.8 主桁端部上、下弦杆之间应采用弧形节点板连接。
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9 箱形轨道梁
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9.0.1 箱形轨道梁承受竖向荷载时,应按单向受弯构件进
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9.0.2 码头前波峰面高于轨道梁底面时,箱形轨道梁应进
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9.0.3 箱形轨道梁的高度应满足强度和刚度的要求,并宜
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9.0.4 由可变荷载标准值所引起的箱形轨道梁竖向挠度不
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9.0.5 箱形轨道梁在制作时应按第3.3.2条规定设置
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9.0.6 箱形轨道梁受压翼缘板在两腹板之间的中心距不小
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9.0.7 箱形轨道梁翼缘板和腹板内侧应设置纵向加劲肋,
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9.0.8 箱形轨道梁上翼缘内侧,对应于轨道位置应设置承
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9.0.9 箱形轨道梁应设横隔板,其尺寸、布置应满足下列
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9.0.10 箱形轨道梁的支座设计应按第5.5节的有关规
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10 钢 管 桩
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10.0.1 钢管桩不宜采用Q235A、Q345A钢。
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10.0.2 钢管桩设计应验算其使用期和施工期的强度和稳
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10.0.3 钢管桩的设计壁厚应由有效厚度和预留腐蚀厚度
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10.0.4 钢管桩管壁计算厚度使用期应取有效厚度,施工
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10.0.5 钢管桩的外径与有效厚度之比不宜大于100。
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10.0.6 钢管桩宜采用两点吊或四点吊,桩长大于60m
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10.0.7 钢管桩不宜水上接桩。必须在水上接桩时,在同
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10.0.8 钢管桩焊接焊缝应符合下列规定。 10.
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11 钢 板 桩
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11.0.1 钢板桩可采用圆管型、H型、U型、Z型和组合
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11.0.2 钢板桩的内力计算应符合现行行业标准《板桩码
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11.0.3 钢板桩可按压弯构件计算,其单宽强度应满足下
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11.0.4 采用U型钢板桩时,非焊接组合的U型钢板桩的
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11.0.5 钢板桩吊运时其自重力应乘以动力系数,水平吊
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11.0.6 钢板桩设计应采取防腐蚀措施,钢板桩的设计壁
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11.0.7 相邻钢板桩接长焊接的位置应交错配置,错开的
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11.0.8 钢板桩的转角桩可由原钢板桩沿纵向割下的带锁
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12 钢 撑 杆
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12.0.1 钢撑杆宜采用两个方向刚度相等的方形或圆形截
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12.0.2 撑杆的强度和稳定性应按偏心受压、偏心受拉构
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12.0.3 实腹式圆形截面钢撑杆的计算和构造除应符合第
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12.0.4 钢撑杆两端应设置拉环,用铁链分别与趸船、撑
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12.0.5 格构式钢撑杆的缀件宜采用缀条,也可采用缀板。
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12.0.6 格构式撑杆的布置宜满足下列要求:
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12.0.7 格构式撑杆和截面较大的实腹式撑杆应设置横隔
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12.0.8 钢撑杆两端支撑点可采用自由搁置、十字铰或球
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13 钢与混凝土组合梁
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13.1 一般规定
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13.1.1 以承受竖向荷载为主、跨度适中的构件,经技术
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13.1.2 钢与混凝土组合梁的翼板可采用现浇混凝土板或
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13.1.3 组合梁直接承受动荷载作用时应按弹性分析方法
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13.1.4 组合梁的变形应按弹性方法进行计算,并应考虑
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13.2 计 算
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13.2.1 组合梁翼板的有效宽度(图13.2.1)应按
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13.2.2 采用弹性计算方法计算组合截面中钢梁的应力时
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13.2.3 采用塑性计算方法进行设计时,可假定塑性中和
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13.2.4 组合梁在计算抗弯承载能力时,正弯矩作用区段
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13.2.5 组合梁截面上的抗剪承载力采用弹性分析方法时
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13.2.6 抗剪连接件的计算,应以弯矩绝对值最大点和零
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13.2.7 完全抗剪连接组合梁每个剪跨区段内需要的连接
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13.2.8 组合梁的板托和翼缘板可参照现行行业标准《钢
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13.2.9 组合梁的挠度应分别按持久状况的标准组合和准
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13.2.10 连续组合梁受拉混凝土翼板的裂缝宽度可按持
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13.3 构造要求
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13.3.1 组合梁设板托时,其外形尺寸及构造除应满足图
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13.3.2 组合梁边梁混凝土翼板的构造应满足图13.3
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13.3.3 抗剪连接件的设置应符合下列规定。 13
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14 船闸闸门和阀门
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14.0.1 闸门和阀门结构设计应进行强度、稳定性和刚度
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14.0.2 闸门和阀门的梁系宜采用同层布置方式,并应考
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14.0.3 闸门和阀门的主梁可按等荷载原则布置。主梁间
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14.0.4 主梁应根据门体的稳定、跨度和荷载采用实腹式
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14.0.5 闸门和阀门的门体宜设置门背联结系和竖向联结
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14.0.6 闸门和阀门承重构件的钢板厚度或型钢截面不应
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14.0.7 闸门和阀门结构构件的连接宜采用焊接。运转件
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14.0.8 设计焊接结构和构件时焊缝宜对称于构件重心,
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15 船坞坞门
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15.0.1 船坞坞门可采用浮箱式或卧倒式。
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15.0.2 浮箱式坞门可采用两层或三层甲板形式。根据中
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15.0.3 坞门梁格布置中,面板支承的长短边之比宜大于
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15.0.4 坞门门体大梁的最大挠度与计算跨度之比不宜大
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15.0.5 坞门构件的允许长细比,应不大于表15.0.
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15.0.6 浮箱式坞门的厚度可取浮箱门长度的1/4~1
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15.0.7 浮箱式坞门为两层甲板时,上部应为水泵舱,下
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15.0.8 浮箱式坞门应满足横向初稳性高度的要求。
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15.0.9 上部设有大潮汐舱的浮箱式坞门应进行纵向稳定
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15.0.10 新建浮箱式坞门完工时应进行倾斜试验和浮沉
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15.0.11 大、中型坞门宜选用气控操作式;小型坞门宜
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15.0.12 潮差较大地区卧倒式坞门宜采用双面板结构;
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15.0.13 对重要的气控操作式卧倒门应做水力模型试验
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15.0.14 坞门主要受力构件的钢板厚度、型钢截面不应
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15.0.15 钢坞门防腐蚀措施的选择应根据坞门使用年限
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15.0.16 用于海域的坞门钢板腐蚀富裕厚度可取1~2
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15.0.17 卧倒门应设置简易的角度指示器、锁定器或拉
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15.0.18 卧倒门两个支铰应对称设置,支铰设计应考虑
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附录A 轴心受压构件的截面分类
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A.0.1 板件厚度不大于40mm的轴心受压构件,对x轴
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A.0.2 板件厚度大于40mm的轴心受压构件,对x轴及
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附录B 轴心受压构件的稳定系数
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B.0.1 轴心受压构件的稳定系数可按表B.0.1-1~
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B.0.2 轴心受压构件的稳定系数也可按下列公式计算:
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附录C 轴心受压构件的换算长细比
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C.1 单轴对称截面的换算长细比
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C.1.1 单轴对称截面绕对称轴的换算长细比应按下列公式
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C.1.2 单角钢截面和双角钢组合T形截面绕对称轴的换算
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C.1.3 单轴对称的轴心压杆在绕非对称轴主轴以外的任一
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C.1.4 无任何对称轴且又非极对称的截面不宜用作轴心受
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C.1.5 单面连接的单角钢轴心受压构件按第3.2.8条
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C.1.6 槽形截面用于格构式构件的分肢,计算分肢绕对称
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C.2 格构式轴心受压构件的换算长细比
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C.2.1 双肢组合构件[图4.3.4a)]的换算长细比
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C.2.2 四肢组合构件[图4.3.4b)]的换算长细比
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C.2.3 缀件为缀条的三肢组合构件[图4.3.4c)]
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附录D 梁的整体稳定系数
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D.1 等截面焊接工字形和轧制H型钢简支梁
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D.1.1 等截面焊接工字形和轧制H型钢(图D.1.1)
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D.1.2 按公式(D.1.1)算得的稳定系数大于0.6
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D.1.3 公式(D.1.1)也可用于等截面铆接或高强度
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D.2 轧制普通工字钢简支梁
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D.2.1 轧制普通工字钢简支梁整体稳定系数应按表D.2
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D.3 轧制槽钢简支梁
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D.3.1 轧制槽钢简支梁的整体稳定系数,不论荷载的形式
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D.3.2 按公式(D.3.1)算得的稳定系数大于0.6
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D.4 双轴对称工字形等截面和H型钢悬臂梁
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D.4.1 双轴对称工字形等截面和H型钢悬臂梁的整体稳定
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D.5 受弯构件整体稳定系数的近似计算
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D.5.1 均匀弯曲的受弯构件,当时,其整体稳定系数可按
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D.5.2 按公式(D.5.1-1)和公式(D.5.1-
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附录E 疲劳计算的构件和连接分类
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附录F 开口下承式钢引桥受压弦杆
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F.0.1 开口下承式钢引桥的主桁受压弦杆或主梁受压翼缘
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F.0.2 开口下承式钢引桥受压弦杆或翼缘的侧向稳定性可
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附录G 本规范用词用语说明
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G.0.1 为便于在执行本规范条文时区别对待,对要求严格
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G.0.2 条文中指定应按其他有关标准、规范执行时,写法
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