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进行H型钢结构或构件的设计时，有关材料的强度计算指标、调整系数及物理性能指标等应按本节规定采用，有关连接材料计算指标应按第三章规定采用。
（一）钢材强度的设计值及厚度分组取值方法
H型钢的设计强度应按其截面板件厚度的不同分组分别取值，各不同牌号钢的强度设计值可见表4.1-1 。
钢材强度的设计值（N/mm 2 ） 表4.1-1
H型钢的翼缘和腹板厚度一般并不相同（部分桩用H型钢除外），当验算H型钢整个截面的抗拉、抗压、抗弯和端面承压的强度，以及抗压和抗弯整体稳定时，应根据翼缘厚度确定钢材强度的设计值；当验算腹板的抗剪、局部承压以及与连接有关的母材强度时，应根据腹板厚度确定钢材强度设计值。
（二）钢材的物理性能指标
钢材的物理性能指标见表4.1-2 。
（三）混凝土及钢筋的强度设计值
当设计H型钢构件需用钢筋混凝土的材料强度时，混凝土及钢筋的强度设计值等可分别按表4.1-3、4.1-4 采用。
钢材的物理性能指标 表4.1-2
混凝土强度设计值及弹性模量 表4.1-3
注：对小截面（边长或直径小于300 mm）的现浇轴压、偏压构件，表中值应乘以0.8；但构件质量确有保证时，可不受此限。
钢筋强度设计值及弹性模量 表4.1-4
（四）H型钢构件及连接的强度折减系数或调整系数
1.对以下情况的构件或连接，其强度设计值应予折减：
（1）施工条件较差的高空安装焊缝折减系数为0.9；
（2）单面连接的单角钢，按轴心受力计算强度及连接时折减系数为 0.85 ；
2.当采用塑性设计时，钢材强度设计值应乘以 0.9 的折减系数；
3.当按地震作用组合设计计算H型钢构件及其连接的承载力时，构件及连接材料的强度应按 f / γ RE 采用， f 为构件或连接材料的原强度， γ RE 为承载力抗震调整系数，可按表4.1-5采用。
构件及连接承载力抗震调整系数 γ RE 表4.1-5
注：（）中值适用于高层钢结构构件。
1.在承重结构中所采用的轧制H型钢及剖分T型钢，应符合现行国家标准《热轧H型钢和剖分T型钢》 GB/T11263的规定。其材料可采用牌号为Q235的碳素结构钢和牌号为Q345、 Q390 的低合金高强度结构钢，其质量应分别符合现行国家标准《碳素结构钢》 GB700和《低合金高强度结构钢》 GB/T1591的规定。其基本性能可见表2.1-1～2.1-4。
2. H型钢承重结构的钢材一般在Q235 及Q345 号钢中选用，对强度更高的Q390 等牌号钢，宜在有较充分技术经济合理性依据时再采用。钢材牌号的选用应考虑结构的重要性、荷载特征（静力或动力）、连接方法（焊接或栓接）以及结构所处的环境条件（温度、侵蚀介质等）等综合因素合理选定，其性能应具有抗拉强度、延伸率、屈服强度（必要时包括冷弯）的合格保证和硫、磷含量（对焊接结构尚应有含碳量）的合格保证。
3. Q235 号A级钢不得用于焊接结构，同时Q235 号A级钢及Q235 号沸腾钢不宜用于以下承重结构：
（1）焊接结构：重级工作制吊车梁、冬季计算温度等于或低于-20℃的轻、中级工作质吊车梁，以及冬季计算温度等于或低于-30℃的其它承重结构；
（2）非焊接结构：冬季计算温度等于或低于-20℃的重级工作制吊车梁等结构。
4.重级工作制（或起重量 Q ≥50 t 的中级工作制）焊接吊车梁等类似结构的钢材应具有常温冲击功的合格保证，当冬季计算温度等于或低于-20℃时，对Q235钢应采用D级钢，保证-20℃冲击功；对Q345钢应采用E级钢，保证-40℃冲击功。
5.钢结构所用钢材牌号的合理选用可参见表4.1-6。
6. Q345号低合金钢中有多个钢种，除了14 MnNb、18 Nb为半镇静钢外，16Mn、12MnV钢均为镇静钢，具体选用时宜选用应用经验较多的16 Mn钢。但16 Mn钢的厚板焊接性能稍差，当重要焊接结构板厚 t ＞30 mm时，宜进行补充焊接性能的评定。
H型钢所用钢材牌号的合理选用 表4.1-6
注：起重量 Q ≥ 50t的中级工作制吊车梁应按重级工作制吊车梁要求选用钢号及材质。
当因故需选用上述国标材料以外的钢材时（包括进口钢材），应严格要求其有合格的钢种、材质证明，并补作必要的化学成分与力学性能试验以及焊接性能试验，经设计认可后方可作为相应牌号的钢材使用，任何情况下均不得使用无牌号、无证明的钢材。
7.在计算温度低于-20℃地区的H型钢或T型钢焊接桁架式结构的节点板，若采用Q235 沸腾钢时其厚度不宜大于 12 mm 。
8.在钢结构设计图纸和钢材定货文件中，应注明所用H型钢等材料的产品标准、钢材牌号，附加材质要求及相应的材料技术标准（如《碳素结构钢（GB700）或《低合金高强度结构钢》（GB/T1591）等。
1. H型钢及其组合构件的设计应采用以概率论为基础的极限状态设计方法。当按承载力极限状态（强度、稳定等）设计计算时，荷载及抗力均采用设计值；当按正常使用极限状态（挠度、位移及振幅等变形控制或裂缝控制）设计计算时，荷载作用均采用标准值。钢结构疲劳计算仍按容许应力方法进行。
2.荷载取值与其分项系数、折减系数等均应按现行《建筑结构荷载规范》（GBJ9）确定，对有特殊要求的使用活荷载，如吊车荷载、操作平台活荷载或行车荷载、电梯荷载等，均应按工艺人员提供资料确定，同时尚应考虑以下要求：
（1）对大面积非经常性的平台荷载如检修堆料荷载或安装设备的临时堆置荷载，当其值大于20 kN/m 2 时，在计算平台主梁及柱时应考虑荷载折减系数：主梁 0.85；柱 0.75。
（2）对屋面较大的挑檐悬臂，其风吸力的体型系数 μ s 应按不低于-1.4采用；对露天大悬臂结构的风力体型系数应按专门资料或风洞试验确定。
（3）对重要的工业与民用建筑（当破坏时会导致很严重的后果）结构，在计算其荷载作用时，应乘以结构重要性系数（ γ 0 ）1.1。
（4）当计算墙架柱、墙檩等主要承受风荷载的构件时，其体型系数 μ s 均应按不小于1.0采用。
（5）对带有高层或高耸结构性质的多层框架、构架或塔架等结构，在计算其风载时，宜按荷载规范规定的基本风压乘以1.1后采用；对高度大于30m且高宽比大于1.5的高层或多层框架，尚宜按现行《建筑结构荷载规范》（GBJ9）考虑风振系数 β 的影响。
（6）对重级工作制吊车梁承受的吊车横向水平荷载，在计算梁的强度、稳定及连接时应按《钢结构设计规范》（GBJ17-88）表3.1.8 乘以增大系数。
（7）对直接承受动荷载的结构，在计算其强度与稳定时，应按现行《建筑结构荷载规范》的规定，对动力荷载设计值乘以动力系数，但计算疲劳及变形时，动力荷载采用标准值并不乘以动力系数。
3.荷载组合及组合系数应按现行《建筑结构荷载规范》及以下要求考虑：
（1）H型钢构件的截面强度及节点连接强度均应按其控制截面处可能出现的最不利荷载内力组合进行计（验）算。控制截面一般为框（刚）架节点处的梁、柱截面、柱脚处截面、梁的跨中与支座截面及构件的拼接截面与拼接连接等；
（2）构件的荷载作用内力最不利组合一般可如下选用：
梁及框架梁——正弯矩最大（ M max ）组合、负弯矩最大（- M max ）组合，对多门窗或半敞开式建筑，应考虑其刚架梁跨中可能受最大负弯矩的组合；
柱及框架柱——轴向力最大（ N max ，并相应正弯矩最大或负弯矩最大）组合，轴向力最小（ N min ，并相应正弯矩最大或负弯矩最大）组合，正负弯矩最大（相应 N 最大）组合。对固接柱脚截面的 N min 组合主要用于计算柱脚锚栓；同时应注意次大轴向力与相应最大弯矩的组合也可能成为控制截面的主要组合。
钢柱脚作用于基础的作用力组合——固接柱脚作用力组合同上，为 N max 组合与 N min 组合；铰接柱脚作用力组合应考虑 N max 或 N min 时相应剪力 Q 最大的组合，对有柱间支撑相连接的柱脚，除上述不利组合外，尚应考虑纵向水平剪力最大（由纵向风力、吊车纵向制动力、地震作用等产生的柱脚纵向剪力 Q ymax ，而相应轴力 N 、弯矩 M X 、横向剪力 Q X 等亦可能最大）的双向作用不利组合。此时可不计入横向风荷载。
（3）在非地震的荷载组合中计入的活荷载超过两项（含两项）并含有风荷载时，才考虑活荷载组合系数 ψ C =0.6，且此系数只乘除影响最大的活荷载以外的其它各项活荷载；为简化计，在计算框（排）架结构时，亦可对所有各项活荷载均乘以组合系数 ψ C =0.85进行计算。
（4）对抗震设防区的结构，应按现行《建筑抗震设计规范》（GBJ11）规定的荷载内容、组合系数等参照上述组合要求进行水平或竖向地震作用下最不利组合计算。计算结构的地震作用时，建筑的重心代表值应取结构构（配）件自重的标准值与各可变荷载组合值之和，此时各可变荷载应乘以组合值系数（《建筑抗震设计规范》 GBJ11—89中表4.1.3）。
在结构构件的地震作用效应与其它荷载效应的基本组合中，一般可不考虑风荷载，但对高层结构可计入风荷载效应，并乘以组合值系数 0.2。
（5）对7度及7度以下抗震设防，且风荷载大于0.3 kN/m 2 的轻钢围护（围护屋盖自重一般小于0.35 kN/m 2 ）轻型刚架结构，一般可以不计算地震作用组合。
4.当按变形验算时，一般钢结构构件的变形容许限值应符合表4.1-7的要求，轻型房屋钢结构的构件容许变形应符合表4.1-8 的规定。
钢结构构件的容许变形 表4.1-7
注：① L 为受弯构件的跨度；
②计算第3项纵向变形时，可假定吊车纵向水平荷载按刚度分配在温度区段内全部柱间支撑或纵向框架上；
③对跨度较少并较高较重的中级吊车厂房，有必要计算第2第3项变形时，可将容许限值增大15%左右；
④对室内装修要求较高的建筑，作第5项层间位移验算时，其容许限值宜再适当减小。对无隔墙或有压型钢板隔墙的多层框架，可不验算层间位移；
⑤验算受弯构件挠度时对悬（伸）臂梁， L 应取悬（伸）臂长度的 2倍。
轻钢房屋钢结构构件的容许变形 表4.1-8
注： H 为门式刚架的柱高， L 为受弯构件的跨度。
5. H型钢构件及相关钢构件的容许长细比（［ λ ］=计算长度 L 0 /回转半径 r ）宜按表4.1-9 采用。
钢结构构件的容许长细比［ λ ］ 表4.1-9
续表4.1-9
6.验算构件的长细比时，构件的长度应采用其计算长度 L 0 ，各类柱（包括门式刚架柱）的计算长度可按第四章第三节（柱的设计）有关规定计算确定；桁架杆件的计算长度可按第四章第四节（桁架设计）有关规定计算确定，交叉支撑及门型支撑杆件的计算长度并可参照桁架杆件的计算长度确定。
7. H型钢构件应进行表4.1-10 所规定内容的计算。
H型钢构件计算的基本内容 表4.1-10
注：重级工作制吊车梁和重级、中级工作制吊车桁架及类似构件尚应进行疲劳计算。
8.轧制H型钢的截面具有良好的局部稳定性，按现行国标《热轧H型钢和剖分T型钢》选用H型钢时，其翼缘最大宽厚比 b / t ≤11.3，腹板最大高厚比 h 0 / t ≤56.6，故仅当符合表4.1-11所列的必要条件时，才需进行H型钢截面局部稳定的验算，当需验算时可按表4.1-12 所列公式进行。
9.设计轴心受压杆件时，应按截面几何特征及轧制、焊接等成型方法的不同，选定杆件截面的类别，以计算轴压稳定系数 φ ，当选用国标H型钢时，其截面分类可按表4.1-13确定。
国标H型钢（HW、 HM、 HN系列）截面需进行局部稳定验算的条件 表4.1-11
各类H型截面构件的截面板件容许最大宽（高）厚比 表4.1-12
注：①翼缘板自由外伸宽度 b 对轧制H型钢取腹板圆弧边至翼缘板边距离，对焊接H型钢取腹板边至翼缘板边距离， t 为翼缘厚度；腹板计算高度 h 0 对轧制H型钢取腹板上下圆弧切点间距离，焊接H型钢取腹板全高， t w 为腹板厚度。
②表中长细比 λ 的取值对中心受压构件取两主轴方向长细比的较大值；对压弯构件取受弯平面内的 λ ；
③表中 a 0 =（ σ ma x - σ min ）/ σ ma x ，其中 σ ma x 为腹板计算高度边缘的最大压应力， σ min 为腹板另一边缘的相应应力，压应力取正值，拉应力取负值，计算时不考虑稳定系数；
④ N 为构件轴心内力； A 为毛截面面积； f p 为塑性设计时钢材抗拉、压、弯的强度设计值，按表4.1-1中所列值乘以 0.9取用。
国标H型钢计算轴压稳定系数时的截面类别 表4.1-13
注： HW系列中458×417×30×50及498×432×45×70两型号H型钢 y - y 轴稳定系数按 C 类查用。
10. H型钢构件一般均按弹性理论方法设计，当有技术经济合理性依据时，亦可按下述要求对部分构件按全截面塑性发展的塑性铰及内力重分布的塑性理论方法进行设计：
（1）按本条所述的塑性设计要求适用于以下两类H型钢构件：
a.不直接承受动荷载的超静定梁（固端梁、连续梁）；
b.不直接承受动荷载的单层或双层框（刚）架结构。
（2）按塑性设计的构件，均应为等截面构件，其承载力极限状态设计，仍采用荷载设计值。并按内力重分布进行内力分析，其变形验算，则仍采用荷载标准值及弹性理论方法计算，设计时材料强度及相应连接的强度均应降低10%。
（3）塑性设计截面板件宽（高）厚比应符合表4.1-12 的要求，但当采用国标H型钢HM（中翼缘）系列及HN（窄翼缘）系列的H型钢作受弯构件时，不论是Q235号钢或Q345号钢，其翼缘及腹板宽（高）厚比均可满足塑性设计的局部稳定要求，不必再行验算。
（4）在出现塑性铰的截面处，必需设置平面外侧向支撑以防止构件屈曲失稳，其侧向支撑区段的平面外长细比 λ y 应符合表4.1-14的要求。
塑性铰处侧向支撑区段的平面外长细比 λ y 限值 表4.1-14
注：①式中 λ y ——侧向支撑区段平面外的长细比， λ y = L 1 / i y ；
L 1 、 M 1 ——塑性铰处侧向支撑至相邻侧向支撑点间的距离及该点弯矩，当长度 L 1 内为同向曲率时 M 1 取正值，当 L 1 内为反向曲率时取负值；
i y ——构件截面平面外回转半径；
M px ——构件受弯平面的净截面塑性抗弯承载力， M px = W px f ；
②对任何荷载内力组合下均不出现塑性铰的构件区段，其侧向支承点间距仍可按弹性设计的有关整体稳定要求计算确定；
③侧向支撑中的轴向力 F 可按 F = A 1 f p /85（Q235钢）或 A 1 f p /70（Q345钢）确定，对受弯构件或压弯构件， A 1 为受压翼缘截面积；对轴压构件 A 1 为构件全截面面积， f p 为塑性设计的材料强度， f p =0.9 f 。
11.当钢结构建筑物的纵向或横向的长度较长（超过120 m）时，宜按表4.1-15限值设温度伸缩缝，划分长度方向的温度区段，此时可不计算结构的温度应力。当同时需抗震设防时，应将伸缩缝与抗震缝相结合考虑并满足抗震构造的要求。
温度区段长度值（m） 表4.1-15
注：①当为8、9度抗震设防时，重屋盖结构纵向区段长度宜按表中数值适当减少；
②柱间落地支撑宜对称布置于温度区段的中部，当不对称布置时，上述柱间支撑的中点（两道支撑时为两撑距离的中点）至本区段端部的距离不宜大于表中纵向温度区段值的 60%。
12.为防止结构锈蚀并延长其使用寿命， H型钢构件应妥善地进行表面除锈与涂层防护，其主要措施与要求如下，有关基本要求可参见第六章第一节。
（1）在购进材料时除要选用牌号、性能符合设计的材质外，还应要求具有良好的表面质量，不得采用有明显或严重锈迹、锈斑的材料。
（2）钢材表面除锈应达到专门技术标准《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》（GB8923—88）所规定的要求。对一般大气或室内环境介质内的钢结构可采用手工或动力工具除锈，其除锈级别应不低于St2级，并匹配以一般防锈漆、面漆涂层；对潮湿或有侵蚀介质环境中使用的重要钢构件，则应要求对表面进行喷射（喷砂或喷丸）除锈，其除锈级别应达到Sa2 级，并匹配以优质防锈漆（如环氧富锌漆、氯磺化聚乙烯漆等）涂层；涂层道数一般不少于 4 道（两底两面）。
设计文件或图纸上应正确合理的选择除锈方法与等级，以及涂层的匹配与涂刷道数，并严格要求施工的实施。
13.对有耐火时限要求的钢结构，除首先从建筑布置上采取合理防火分区、防火区集中设置，尽量降低耐火级别等措施外，尚应采取结构外包或外涂耐火层的构造作法进行防火，其基本要求可见第六章第二节。
14.钢结构构件的设计应考虑加工、安装的条件，节点构造、构件分段及拼接以及施焊、施拧空间等均应考虑方便施工操作及运输安装，对施工质量应有合理并严格的要求，并在设计文件中说明，有关施工的基本要求可参见第六章第二节。
15.本手册编入了设计H型钢结构及构件的有关计算指标、基本公式及有关设计与构造规定，当必要时尚应参照以下主要相关的现行标准、规程与规范进行设计：
（1）材料标准。
（2）设计规范、规程。
（3）施工、规范、规程。
