1、常用北京钢结构设计规范

      国内的结构工程师在进行钢结构工程的结构设计时，所用到的指导性的规范主要有以下几类：

《钢结构设计规范GB50017-2003》

《冷弯薄壁型钢结构技术规范GB50018-2002》

《网架结构设计与施工规程JGJ7-91》

《网壳结构技术规程 JGJ61-2003》

《高层民用建筑钢结构技术规程JGJ99-98》

《型钢混凝土组合结构技术规程JGJ138-2001》

《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程CECS102-2002》

      当然，设计中真正要用的还有诸如荷载规范以及抗震规范等等相关的资料。

      而最主要的是《钢结构设计规范GB50017-2003》，目前也到了新旧规范交替的时候了，新规范的报批稿将于2011年出台，因此有必要对现行规范在具体的工程应用中发现的问题做一些总结。

      钢结构设计规范早先是由冶金工业部组织编纂的，因为钢铁材料（当时也称黑色金属）的产品开发、生产归口在冶金部，而且冶金部所属的也有较大规模的综合设计院以及建设施工单位，具备编纂钢结构规范系统的资料及人才。

      当时的钢结构主要用在工业建筑中，而且编纂规范的结构方面技术专家所从事的研究着重于重型冶金工业厂房，因此，钢结构规范中总有着工业建筑的影子，比如关于受弯构件的研究针对简支吊车梁。随着钢结构在民用建筑中的广泛采用，受弯构件不单纯是简支吊车梁，用吊车梁的受力特性来代表所有受弯构件，明显存在很多问题。如果从今天的角度来看，或者说假如钢结构规范现在来规划的话，可能会有不一样的内容，当然前提是没有以前规范的框架摆在你眼前。我们希望新版规范能跳出从前的框架，有不一样的作为，而不仅仅是修修补补。

      下面介绍近年实际工作中所遇到的一些困惑，希望编制者能从应用者的角度提出一个崭新而实用的新版规范。

2、 现有规范存在问题

      2.1 构件截面方面

      由于钢结构最初面向的主要是工业建筑，因此基本构件的截面类型是热轧型钢、H型钢和钢管，设计计算用到的系数和公式，也都局限于这些截面类型。

图1 新型组合截面

      随着大量的诸如体育场馆、展览馆等公共建筑的建设越来越频繁地采用大跨钢结构以及像相贯线切割机等制作加工设备的日益成熟，有着流畅相贯节点的管桁架结构越来越多的被建筑师采用，03规范也适时地增加了一节关于管桁架的内容。桁架结构体系中，杆件主要受拉压，因此圆管截面是常用的形式，但在某些特殊情况下，如存在较大的节间荷载时，需要构件具有一定的抗弯性能，那么如图一所示的两种截面肯定是不二的选择，而且第二种截面还结合了檩条的功用。

      此二类截面仅仅是从管桁架结构体系中衍生出来的，在实际工程中的组合截面形式层出不穷，那么，现在就有一个很简单的疑问，作为受弯构件，我们该如何给出它的整体稳定系数φb？我们的规范只有非常有限的几种截面形式有对应的计算公式，对新出现的组合截面形式就会感到束手无策，而一味地依赖结构分析设计软件的人根本不会留意这个问题，让它通过却留下了隐患。

      还有一些常用的截面形式也被忽视了，那就是十字柱以及相近截面。

      2.2基本构件的计算公式对截面的覆盖范围局限

关于基本构件的计算公式，这里举一个双向弯矩作用下的实腹式压弯构件的强度计算公式，就可以说明问题。

      《钢结构设计规范GB50017-2003》的5.2.1条的公式如下：

      公式中Wnx、Wny是X、Y方向的抗弯净截面模量，其值应该是截面惯性矩I与截面最远端到中性轴的距离。也就是：

      那么对于图2的十字形截面在纵横跨厂房中经常遇到，在高层建筑中，常作为型钢混凝土柱中的型钢。

图2 十字形截面柱

      如果不假思索地将公式5.2.1应用到上图的十字形截面中，你所得到的应力会是四个角点位置上的值，但是截面在该处是空的。如果用几个你常用的软件来算算这样的截面，看看结果，就会发现有多大的误差。

      这个例子说明一个问题，那就是规范条文的编制者，在解决某一个或者某一类问题时，思想中有一个隐约的限制条件，这里的情况似乎就是，我只要解决工字形和箱型截面就行了。这一点在条文5.2.5中也可以得到证实，所列稳定性的公式仅用于双轴对称的实腹工字形和箱型截面的压弯构件。

      2.3 计算公式的适用对象

      如今手写计算书的时代一去不复返了，但这样的事实也给结构计算以及规范编制的指导原则带来一定的影响。原来很多计算公式的实用性（包括一些计算参数的选择），肯定会顾及到应用者手算的可行性。实际上，很多的结构设计手册甚至将公式在一定范围内的计算结果制成可查阅的表格，从而给结构工程师在具体工作带来快捷和方便。对结构设计软件的过分依赖，造成了目前所遵循的计算公式的适用对象似