《金属结构设计》绪论(用)

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1、金属结构设计课程名称0绪论目录0.绪论§0.1金属结构的特点和应用§0.2金属结构设计的基本要求§0.3金属结构的设计方法§0.4金属结构的研究进展0绪论§0.1金属结构的特点和应用⑴金属结构（钢结构）定义⑵金属结构的特点⑶金属结构的应用0绪论由钢材制成的板和型钢，按一定规则用焊缝、螺栓或铆钉连接起来，能承受荷载并满足一定使用要求的工程结构，称为钢结构。机械工程中，称为金属结构。⑴金属结构(钢结构)定义0绪论①材质均匀，可靠性高。②强度高，重量轻。③塑性和韧性好。④便于机械化制造。⑤安装方便，施工期限短。⑥密封性好。⑦耐热

2、性较好。⑧耐火性差。⑵金属结构的特点⑨耐锈蚀性差。0绪论①工业与民用建筑：工业厂房结构、大跨度建筑结构、多层建筑结构和高层建筑结构等。②交通运输：车辆、船舶和桥梁等。③石油化工：压力容器、海上石油钻井平台、石油钻井塔架等。④水利电力：水工钢闸门、栏污栅、压力钢管、大型施工栈桥、输电杆塔、火电厂锅炉钢排架等。⑤大型机械：起重机械、运输机械、石油机械等。⑶金属结构的应用0绪论⑴安全可靠、耐用。§0.2金属结构设计的基本要求⑵满足工作要求。⑶结构合理、经济。①工作性能好、使用方便。②结构自重轻。③制造工艺性好。④安装、运输和维修

3、方便。⑷外形美观。0绪论§0.3金属结构的设计方法§0.3.1金属结构设计的目的§0.3.2传统容许应力设计法§0.3.3新容许应力设计法§0.3.4极限状态设计法§0.3.5金属结构设计的基本规定0绪论§0.3.1金属结构设计的目的金属结构设计目的：是使金属结构在满足功能要求的基础上，安全可靠，技术先进和经济合理。我国金属结构的设计方法主要经历的三个阶段：传统的容许应力设计法、新的容许应力设计法、以概率为基础的极限状态设计法。0绪论设计准则：结构构件的计算应力应不超过结构设计规范规定的容许应力，其按承载能力的一般表达式为

4、：式中：——构件由各种标准荷载产生的总内力；——构件的几何参数(截面面积或截面抵抗矩等)；——容许应力，是将构件材料的极限应力(钢材屈服点σs或用符号fy）除以大于1的安全系数Ｋ而得，即：优点：形式简单，应用方便。缺点：采用凭经验确定的定值的单一安全系数，没有考虑各种结构具体情况的差异，不能保证所设计结构具有比较一致的安全水平。(0-1)§0.3.2传统容许应力设计法0绪论设计准则：与上同。其按承载能力的一般表达式为：式中：K1—荷载系数；K2—材料系数；K3—调整系数特点：保留了传统容许应力设计法简单明了的形式，但赋于了

5、新内容，概念明确，便于应用。新内容：安全系数Ｋ确定方法不同。以结构的极限状态为依据，结合我国二十多年的工程实际经验，对影响结构安全度的各种因素以数理统计的方法逐个进行分析，即进行多系数分析，综合成一个单一的安全系数。此法实质上是半概率半经验的极限状态设计法。(0-2)§0.3.3新容许应力设计法0绪论§0.3.4极限状态设计法⑴结构应满足的功能⑵结构的可靠性⑶极限状态⑷计算方法①安全性②适用性③耐久性①结构的可靠性②结构可靠度①几个名词解释②承截能力极限状态③正常使用极限状态0绪论①安全性结构应能承受正常施工和正常使用时可

6、能出现的各种荷载、外加变形等的作用；在偶然事件发生时及发生后仍能保持必需的整体稳定性，不致倒塌。0绪论②适用性结构在正常使用荷载作用下，应具有良好工作性能，满足预定的使用要求，如不发生影响正常使用的过大变形等。0绪论③耐久性结构在正常维护下，随时间变化仍能满足预定功能要求，如不发生严重锈蚀而影响结构的使用寿命等。0绪论①结构的可靠性指结构在规定时间内（设计基准期，如50年），在规定的条件下（正常设计、正常施工、正常使用和正常维护），完成预定功能的能力。用结构可靠度来度量。0绪论②结构可靠度指结构在规定时间内，在规定的条件下

7、，完成预定功能的概率。可靠概率：结构或构件能够完成预定功能的概率。失效概率：结构或构件不能完成预定功能的概率。两者互补，即。0绪论①几个名词解释作用：指使结构产生内力、变形、应力、应变的所有原因。作用效应（Ｓ）：指结构上的作用引起的结构或其构件的内力和变形；作用为荷载时，其效应可称为荷载效应。因作用是不确定的随机变量，所以作用效应一般也是随机变量。结构抗力（Ｒ）：指结构或构件承受作用效应（及内力和变形）的能力（如构件的承载能力、刚度等）。它取决于构件材料性能、几何参数等，也是随机变量。结构的极限状态：指结构能够满足设计规定

8、的某一功能要求的临界状态。0绪论②承载能力极限状态这种极限状态对应于结构或构件达到最大承载能力（如强度破坏、丧失稳定、疲劳破坏等）或不适于继续承载的变形（如过度的塑性变形等）。0绪论③正常使用极限状态这种极限状态对应于结构或构件达到正常使用或耐久性能的某项规定限值（如结构或构件出现影响正常使用的变形，出