钢结构设计标准 GB50017-2017
5.1 一般规定
5.1.1 建筑结构的内力和变形可按结构静力学方法进行弹性或弹塑性分析，采用弹性分析结果进行设计时，截面板件宽厚比等级为S1级、S2级、S3级的构件可有塑性变形发展。
5.1.2 结构稳定性设计应在结构分析或构件设计中考虑二阶效应。
5.1.3 结构的计算模型和基本假定应与构件连接的实际性能相符合。
5.1.4 框架结构的梁柱连接宜采用刚接或铰接。梁柱采用半刚性连接时，应计入梁柱交角变化的影响，在内力分析时，应假定连接的弯矩-转角曲线，并在节点设计时，保证节点的构造与假定的弯矩-转角曲线符合。
5.1.5 进行桁架杆件内力计算时应符合下列规定：
1 计算桁架杆件轴力时可采用节点铰接假定；
2 采用节点板连接的桁架腹杆及荷载作用于节点的弦杆，其杆件截面为单角钢、双角钢或T形钢时，可不考虑节点刚性引起的弯矩效应；
3 除无斜腹杆的空腹桁架外，直接相贯连接的钢管结构节点，当符合本标准第13章各类节点的几何参数适用范围且主管节间长度与截面高度或直径之比不小于12、支管杆间长度与截面高度或直径之比不小于24时，可视为铰接节点；
4 H形或箱形截面杆件的内力计算宜符合本标准第8.5节的规定。
5.1.6 结构内力分析可采用一阶弹性分析、二阶P-△弹性分析或直接分析，应根据下列公式计算的最大二阶效应系数θⅡi,max选用适当的结构分析方法。当θⅡi,max≤0.1时，可采用一阶弹性分析；当0.1＜θⅡi,max≤0.25时，宜采用二阶P-△弹性分析或采用直接分析；当θⅡi,max＞0.25时，应增大结构的侧移刚度或采用直接分析。
1 规则框架结构的二阶效应系数可按下式计算：
式中：∑Ni——所计算i楼层各柱轴心压力设计值之和(N)；
∑Hki——产生层间侧移△u的计算楼层及以上各层的水平力标准值之和(N)；
hi——所计算i楼层的层高(mm)；
△ui——∑Hki作用下按一阶弹性分析求得的计算楼层的层间侧移(mm)。
2 一般结构的二阶效应系数可按下式计算：
5.1.8 当对结构进行连续倒塌分析、抗火分析或在其他极端荷载作用下的结构分析时，可采用静力直接分析或动力直接分析。
5.1.9 以整体受压或受拉为主的大跨度钢结构的稳定性分析应采用二阶P-△弹性分析或直接分析。
5.1.2 结构稳定性设计应在结构分析或构件设计中考虑二阶效应。
5.1.3 结构的计算模型和基本假定应与构件连接的实际性能相符合。
5.1.4 框架结构的梁柱连接宜采用刚接或铰接。梁柱采用半刚性连接时，应计入梁柱交角变化的影响，在内力分析时，应假定连接的弯矩-转角曲线，并在节点设计时，保证节点的构造与假定的弯矩-转角曲线符合。
5.1.5 进行桁架杆件内力计算时应符合下列规定：
1 计算桁架杆件轴力时可采用节点铰接假定；
2 采用节点板连接的桁架腹杆及荷载作用于节点的弦杆，其杆件截面为单角钢、双角钢或T形钢时，可不考虑节点刚性引起的弯矩效应；
3 除无斜腹杆的空腹桁架外，直接相贯连接的钢管结构节点，当符合本标准第13章各类节点的几何参数适用范围且主管节间长度与截面高度或直径之比不小于12、支管杆间长度与截面高度或直径之比不小于24时，可视为铰接节点；
4 H形或箱形截面杆件的内力计算宜符合本标准第8.5节的规定。
5.1.6 结构内力分析可采用一阶弹性分析、二阶P-△弹性分析或直接分析，应根据下列公式计算的最大二阶效应系数θⅡi,max选用适当的结构分析方法。当θⅡi,max≤0.1时，可采用一阶弹性分析；当0.1＜θⅡi,max≤0.25时，宜采用二阶P-△弹性分析或采用直接分析；当θⅡi,max＞0.25时，应增大结构的侧移刚度或采用直接分析。
1 规则框架结构的二阶效应系数可按下式计算：
∑Hki——产生层间侧移△u的计算楼层及以上各层的水平力标准值之和(N)；
hi——所计算i楼层的层高(mm)；
△ui——∑Hki作用下按一阶弹性分析求得的计算楼层的层间侧移(mm)。
2 一般结构的二阶效应系数可按下式计算：
式中：ηcr——整体结构最低阶弹性临界荷载与荷载设计值的比值。
5.1.7 二阶P-△弹性分析应考虑结构整体初始几何缺陷的影响，直接分析应考虑初始几何缺陷和残余应力的影响。5.1.8 当对结构进行连续倒塌分析、抗火分析或在其他极端荷载作用下的结构分析时，可采用静力直接分析或动力直接分析。
5.1.9 以整体受压或受拉为主的大跨度钢结构的稳定性分析应采用二阶P-△弹性分析或直接分析。
条文说明
5.1.1 本条规定结构分析时可根据分析方法相应地对材料采用弹性或者弹塑性假定。在进行弹性分析时，延性好的S1、S2、S3级截面允许采用截面塑性发展系数γx、γy来考虑塑性变形发展。当允许多个塑性铰形成、结构产生内力重分布时，一般应采用二阶弹塑性分析。
5.1.2 二阶效应是稳定性的根源，一阶分析采用计算长度法时这些效应在设计阶段考虑；而二阶弹性P-△分析法在结构分析中仅考虑了P-△效应，应在设计阶段附加考虑P-δ效应；直接分析则将这些效应直接在结构分析中进行考虑，故设计阶段不再考虑二阶效应。
5.1.5 本条为原规范第8.4.5条、第10.1.4条的修改和补充。把结构分析时可以当成铰接节点的情况在本条进行了集中说明。
5.1.6 本条为新增条文。本条对结构分析方法的选择进行了原则性的规定。对于二阶效应明显的有侧移框架结构，应采用二阶弹性分析方法。当二阶效应系数大于0.25时，二阶效应影响显著，设计时需要更高的分析，不能把握时，宜增加结构刚度。直接分析法可适用于任意的二阶效应系数、任意的结构类型。
钢结构根据抗侧力构件在水平力作用下的变形形态，可分为剪切型(框架结构)、弯曲型(如高跨比为6以上的支撑架)和弯剪型。式(5.1.6-1)只适用于剪切型结构，对于弯曲型和弯剪型结构，采用式(5.1.6-2)计算二阶效应系数。强调整体屈曲模态，是要排除可能出现的一些最薄弱构件的屈曲模态。
二阶效应系数也可以采用下式计算：
式中 △uⅡi——按二阶弹性分析求得的计算i楼层的层间侧移；
△ui——按一阶弹性分析求得的计算i楼层的层间侧移。
5.1.7 初始几何缺陷是结构或者构件失稳的诱因，残余应力则会降低构件的刚度，故采用二阶P-△弹性分析时考虑结构整体的初始几何缺陷，采用直接分析时考虑初始几何缺陷和残余应力的影响。
5.1.8 本条规定在连续倒塌、抗火分析、极端荷载(作用)等涉及严重的材料非线性、内力需要重分布的情况下，应采用直接分析法以反映结构的真实响应。上述情况，若采用一阶弹性分析，则不满足安全设计的原则。考虑到经济性，一般应采用考虑材料弹塑性发展的直接分析法。当结构因材料非线性产生若干个塑性铰时，系统刚度可能发生较大变化，此时基于未变形结构而获得计算长度系数已不再适用，因此无法用于稳定性设计。
5.1.9 以整体受拉或受压为主的结构如张拉体系、各种单层网壳等，其二阶效应通常难以用传统的计算长度法进行考虑，尤其是一些大跨度结构，其失稳模态具有整体性或者局部整体性，甚至可能产生跃越屈曲，基于构件稳定的计算长度法已不能解决此类结构的稳定性问题，故增加本条。
5.1.2 二阶效应是稳定性的根源，一阶分析采用计算长度法时这些效应在设计阶段考虑；而二阶弹性P-△分析法在结构分析中仅考虑了P-△效应，应在设计阶段附加考虑P-δ效应；直接分析则将这些效应直接在结构分析中进行考虑，故设计阶段不再考虑二阶效应。
5.1.5 本条为原规范第8.4.5条、第10.1.4条的修改和补充。把结构分析时可以当成铰接节点的情况在本条进行了集中说明。
5.1.6 本条为新增条文。本条对结构分析方法的选择进行了原则性的规定。对于二阶效应明显的有侧移框架结构，应采用二阶弹性分析方法。当二阶效应系数大于0.25时，二阶效应影响显著，设计时需要更高的分析，不能把握时，宜增加结构刚度。直接分析法可适用于任意的二阶效应系数、任意的结构类型。
钢结构根据抗侧力构件在水平力作用下的变形形态，可分为剪切型(框架结构)、弯曲型(如高跨比为6以上的支撑架)和弯剪型。式(5.1.6-1)只适用于剪切型结构，对于弯曲型和弯剪型结构，采用式(5.1.6-2)计算二阶效应系数。强调整体屈曲模态，是要排除可能出现的一些最薄弱构件的屈曲模态。
二阶效应系数也可以采用下式计算：
△ui——按一阶弹性分析求得的计算i楼层的层间侧移。
5.1.7 初始几何缺陷是结构或者构件失稳的诱因，残余应力则会降低构件的刚度，故采用二阶P-△弹性分析时考虑结构整体的初始几何缺陷，采用直接分析时考虑初始几何缺陷和残余应力的影响。
5.1.8 本条规定在连续倒塌、抗火分析、极端荷载(作用)等涉及严重的材料非线性、内力需要重分布的情况下，应采用直接分析法以反映结构的真实响应。上述情况，若采用一阶弹性分析，则不满足安全设计的原则。考虑到经济性，一般应采用考虑材料弹塑性发展的直接分析法。当结构因材料非线性产生若干个塑性铰时，系统刚度可能发生较大变化，此时基于未变形结构而获得计算长度系数已不再适用，因此无法用于稳定性设计。
5.1.9 以整体受拉或受压为主的结构如张拉体系、各种单层网壳等，其二阶效应通常难以用传统的计算长度法进行考虑，尤其是一些大跨度结构，其失稳模态具有整体性或者局部整体性，甚至可能产生跃越屈曲，基于构件稳定的计算长度法已不能解决此类结构的稳定性问题，故增加本条。
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