《钢结构》第一章钢结构绪论.pptxVIP

1-2钢结构的设计方法

结构计算的目的:在于保证所设计的结构和结构件在施工和工作过程中能满足预期的安全性和使用性要求.结构设计准则可以这样陈述:结构由各种荷载所产生的效应(内力和变形)不大于结构(包括连接)由材料性能和几何因素等所决定的抗力或规定限定.1-2-1概述

构的极限状态

整个结构或结构的一部分超过某一特定状态就不能满足设计规定的某一功能要求，称此特定状态为该功能的极限状态。极限状态实质上是结构可靠与不可靠的界限，故也可称为“界限状态”。对于结构的各种极限状态，均应规定明确的标志或限值

承载能力极限状态正常使用极限状态结构的极限状态可以分为以下两类：Z=R—S可建立如下（简化后）函数：S-荷载效应注：R-抗力贰壹叁1-2-2概率极限状态设计方法

3241因上式中R和S是随机变量，其函数Z也是一个随机变量。因此在实际工程中，可能出现下列三种情况：Z0结构处于失效状态。0结构处于可靠状态；Z=0结构达到临界状态，即极限状态；

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一.?结构的功能要求

建筑结构要解决的基本问题是，力求以较为经济的手段，使所要建造的结构具有足够的可靠度(degree?of?reliability)，以满足各种预定功能的要求。

结构在规定的设计使用年限内应满足的功能有：

(1)?在正常施工和正常使用时，能承受可能出现的各种作用；

(2)?在正常使用时具有良好的工作性能；

(3)?在正常维护下具有足够的耐久性；

(4)?在设计规定的偶然事件（如地震、火灾、爆炸、撞击等）发生时及发生后，仍能保持必须的整体稳定性。

上述“各种作用”是指凡使结构产生内力或变形的各种原因，如施加在结构上的集中荷载或分布荷载，以及引起结构外加变形或约束变形的原因，例如地震、地基沉降、温度变化等。

构的可靠度01结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的能力，称为结构的可靠性(reliability)。结构可靠度是对结构可靠性的定量描述，即结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的概率。对结构可靠度的要求与结构的设计基准期长短有关，设计基准期长，可靠度要求就高，反之则低。一般建筑物的设计基准期为50年02

我国《钢结构设计规范》（以下简称GB50017规范或规范）规定，承重结构应按下列二类极限状态进行设计：

载能力极限状态??包括：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，结构转变为机动体系和结构倾覆。

常使用极限状态??包括：影响结构、构件和非结构构件正常使用或耐久性能的局部损坏（包括组合结构中混凝土裂缝）。

承载能力极限状态与正常使用极限状态相比较，前者可能导致人身伤亡和大量财产损失，故其出现的概率应当很低，而后者对生命的危害较小，故允许出现的概率可高些，但仍应给予足够的重视。

1.3.10)左、右分别为S和R的设计验算点坐标S*和R*，可写为：R*》S*设计表达式

1?承载能力极限状态表达式

为了应用简便并符合人们长期已熟悉的形式，可将公式()做如下变换：

《建筑结构可靠度设计统一标准》(GB50068)规定结构构件的极限状态设计表达式，应根据各种极限状态的设计要求，采用有关的荷载代表值、材料性能标准值、几何参数标准值以及各种分项系数等表达。01作用分项系数γF（包括荷载分项系数γG、γQ）和结构构件抗力分项系数γR应根据结构功能函数中基本变量的统计参数和概率分布类型，以及规定的结构构件可靠指标，通过计算分析，并考虑工程经验确定。02

根据结构的功能要求，进行承载能力极限状态设计时，应考虑作用效应的基本组合，必要时尚应考虑作用效应的偶然组合（考虑如火灾、爆炸、撞击、地震等偶然事件的组合）。02考虑到施加在结构上的可变荷载往往不止一种，这些荷载不可能同时达到各自的最大值，因此，还要根据组合荷载效应分布来确定荷载的组合系数和。结构重要性系数?应按结构构件的安全等级、设计使用年限并考虑工程经验确定。01

基本组合

在荷载（作用）效应的基本组合条件下，式(1.3.11)可转化为等效的以基本变量标准值、分项系数和组合系数，并以应力形式表达的极限状态公式。其荷载效应的基本组合按下列设计表达式中的最不利值确定：29公式0102

由永久荷载效应控制的组合，仍按上式进行计算1.30公式以上两个式中，除第一个可变荷载的组合值系数ψc1的楼盖（例如仪器车间仓库、金工车间、轮胎厂准备车间、粮食加工车间等的楼盖）或屋盖（高炉附近的屋面积灰），必然由上式(控制设计取γG=1.35?外，其他只有大型混凝土屋面板的重型屋盖以及很特殊情况才有可