钢结构1章第2节资料.pptVIP

第一章 绪论 第二节 钢结构设计基本方法 一、结构设计的原则 1、目标 （1） 技术先进，经济合理， 安全适用，确保质量。 （2） 承受各种作用，满足功能要求； 安全性:承受作用,保持稳定,不倒塌; 适用性:工作性能良好,满足使用要求; 耐久性:随时间仍能满足使用要求。 第一章 绪论 第二节 钢结构设计基本方法 2、作用（S） （1）使结构产生效应(内力、变形、应力、 应变等)各种原因的总称, 直接作用:?荷载 间接作用:?变形(温度, 沉降,地震等) 永久作用： 可变作用： 偶然作用： （2）荷载 恒载(G)，活载(Q)，风载(W); 静载, 动载。 （3）作用效应(S):作用引起的内力和变形： 荷载效应：S=CQ 第一章 绪论 第二节 钢结构设计基本方法 3、抗力（R） （1）结构承受作用的能力(承载能力、刚度等)， 属结构特性参量； （2）与结构形式、几何参数、材料性能(强度、 弹性模量)和计算模型有关。 第一章 绪论 第二节 钢结构设计基本方法 4、功能 （1）设计基准期（一般50年，也有100年和25年）， （2）满足功能要求：安全性(SR)，适用性，耐久性。 第一章 绪论 第二节 钢结构设计基本方法 二、钢结构设计方法: 容许应力设计法（TJ17-74） 极限状态设计法（GBJ17-88/GB50017-2003） 1、容许应力设计法: K—安全系数，钢结构取1.4~1.7 存在问题: 1）“安全系数”含义不严谨; 2）无法区别荷载性质; 3）不区别材料性能; 4）无法区别结构的重要性。 第一章 绪论 第二节 钢结构设计基本方法 2、极限状态设计法: (1)极限状态 1）满足功能的临界状态S=R； 2）承载能力极限状态—不发生破坏、倒塌、失稳、倾覆； 构件和连接的强度破坏、疲劳破坏和因过度变形而不适于继续承载， 结构和构件丧失稳定， 结构转为机动体系和结构倾覆。 3）正常使用极限状态—不发生过大变形、振动、裂缝。 影响结构、构件和非结构构件正常使用或外观的变形， 影响正常使用的振动， 影响正常使用或耐久性能的局部损坏(包括混凝土裂缝)。 第一章 绪论 第二节 钢结构设计基本方法 (2)随机变量 作用、作用效应和抗力随机分布； 标准值，设计值。 (3)功能函数Z=R-S(随机变量） Z0，或RS，安全状态； Z0，或RS，失效状态； Z=0，或R=S，极限状态 一次二阶矩 （随机变量的 平均值、方差） 第一章 绪论 第二节 钢结构设计基本方法 (4)可靠度指标 可靠度—度量结构可靠性的指标； 安全度—度量结构安全性的指标； 可靠概率（Ps）， 失效概率（Pf）: ? Ps + Pf =1, 可靠度指标的确定采用了校准法 计算复杂。 (5)结构安全等级（建筑结构可靠度设计统一标准GB50068） 结构重要性分三级（一级、二级、三级） 一般工业与民用建筑钢结构的安全等级为二级,特殊另定。 结构安全等级与可靠度指标b和失效概率Pf的关系 破坏 类型 安全等级 一级 二级 三级 延性破坏 3.7(1.08x10-4) 3.2(6.87x10-4) 2.7(3.47x10-3) 脆性破坏 4.2(1.34x10-5) 3.7(1.08x10-4) 3.2(6.87x10-4) 第一章 绪论 第二节 钢结构设计基本方法 三、设计表达式 1、统计变量： 标准值，设计值，分项系数； 恒载SG=gGSGk；活载SQ=gQSQk；抗力R=R