大工13秋《钢结构》辅导资料二

《大工13秋《钢结构》辅导资料二》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、钢结构辅导资料二主题：第一章钢结构的设计方法的1、2节的辅导资料学习时间：2013年10月7日-10月13日内容：这周我们将学习本门课的第一章钢结构的设计方法。一、学习要求本章的学习要求及需要掌握的重点内容如下：掌握钢结构的功能要求，现行规范规定的设计方法；基本概念：钢结构可靠性知识点：失效概率耳、可靠指标0二、主要内容(一)概述结构设计的目的在于保证所设计的结构和结构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。因此，结构设计准则应当这样来陈述：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值。假如影响结构功能的各种因素

2、，如荷载大小、材料强度的高低、截面尺寸、计算模式、施工质量等等都是确定性的，则按上述准则进行结构计算，应该说是非常容易的。但是，不幸的是上述影响结构功能的话因素都具有不定性，是随机变量(或随机过程)，因此，荷载效应可能大于设计抗力，结构不可能百分之百的可靠，而只能对其做出一定的概率保证。在设计中如何对待上述问题就出现了不同的设计方法。1、结构的设计功能要求钢结构设计要贯彻技术先进、经济合理、安全适用、确保质量的基本原则，具体应满足下列几项基本要求：(1)所设计的结构必须安全可靠，保证结构在运输、安装和使用过程中，具有足够的强度、刚度、整体稳定和局部稳定；(2)必须满足建筑物的使用要求，合

3、理选用钢材，精心设计，保证结构有良好的耐久性；(3)在设计中尽可能地采用先进的设计理论，新型的结构形式和连接方式,优先选用高强度低合金钢等优质钢材，以便减轻结构自重和节省钢材；(4)设计时尽量使结构构造简单，制造、运输、安装方便，从而缩短建筑物施工周期，降低造；(5)采取有效措施，提高钢结构的防锈蚀能力和满足钢结构的防火要求；(6)钢结构的外形，在可能条件下，应满足简洁美观的要求。结构的功能要求按《统一标准》的规定为：(1)安全性：在正常施工和正常使用时能承受可能出现的各种作用(包括直接施加在结构上的各种荷载，或引起结构外加变形或约束变形的其他间接作用，如地震、温度变化等)和在设计规定的

4、偶然事件发生时及发生后，仍能保持必需的整体稳定性，如仅产生局部损坏而不致发生连续倒塌。（2）适用性：在正常使用时具有良好的工作性能，如不出现影响正常使用的过大变形等。（3）耐久性：结构在正常维护下具有足够的耐久性能，如不产生影响结构能够正常使用到规定的设计使用年限的严重锈蚀等。2、结构的可靠性和可靠度结构功能要求规定的安全性、适用性和耐久性三者总括起来，可称为结构的可靠性。也可以说它是关于三者的概称，是指结构在规定的时间（设计使用年限,见表3.1）内，在规定的条件（正常设计、正常施工、正常使用）下，完成预定功能（安全性、适用性、耐久性）的能力。用来度量结构可靠性的指标称为可靠度，是对结构

5、可靠性的定量描述，它直接关系到人身安全和经济效益等问题。（1）可靠性定义：结构在规定的时间内、规定的条件下完成预定功能的能力。（2）可靠度定义：结构在规定的时间内、规定的条件下完成预定功能的概率。可靠度是可靠性的度量指标（用概率表示）。（3）结构可靠概率Pr:完成预定功能的概率。（4）结构失效概率Pf:不能完成预定功能的概率。两者互补：Pr+Pf=1或Pr=1-Pf实际不存在绝对可靠Pr=1的结构；要求：Pr达到0.999~0.99999的合理范围；Pf在1%。~1/10万。在统计频率曲线中，平均值：Mz=0xoz（标准差），P/.Pr/、Pf;0、Pr、Pf/。称卩为可靠指标，在

6、现行规范中，采用D来衡量结构的可靠度，并将可靠指标P等效转化为各分项系数进行设计计算。（二）结构的设计方法1、力学计算观点分：弹性、塑性设计方法。2、可靠度观点分：两大类（建国以来四个变化阶段）（1）以经验为基础的总安全系数法（1957年前）（2）以概率理论为基础的极限状态设计法a.半经验半概率的极限状态设计法（1988年以前）三系数的极限状态设计方法（1957~1974年）单一安全系数的容许应力法（1974~1988年）b.近似概率极限状态设计法（1988年至今）一又称“一次二阶矩概率”极限状态设计法，用分项系数的设计表达式进行设计计算。a.完全概率极限状态设计法（三）结构的极限状态结

7、构的主要任务就是承受各种作用。作用P:使结构产生内力（应力）、位移（应变）、裂缝等的所有原因一荷载、温度变化、支座沉陷等。效应S:各种作用引起的内力（应力）、位移（应变）、裂缝等。抗力R:承受效应的能力（承载力，取决于钢材的性能和结构构件的几何特征）。它们都是随机变量，并假设都服从正态分布。极限状态一满足某项功能要求的临界状态：即：R=S或R-S功能函数：Z=R-S也是正态分布。Z=R-S>0可靠状态Z=R-S=0极卩艮习犬态Z=R