钢结构第一章绪论讲解.ppt

5 概率极限状态设计原理 由图可知 令 值与失效概率 存在着对应关系 1.3 钢结构的设计方法 1.3.1 概率极限状态设计法 Z=R-S Pf 5 概率极限状态设计原理 失效概率与可靠指标的对应关系 2.5 2.7 3.2 3.7 4.2 5×10-3 3.5×10-3 6.9×10-4 1.1×10-4 1.3×10-5 6 设计表达式 1）承载能力极限状态表达式 由 可变荷载效应控制的组合： （1） 1.3 钢结构的设计方法 1.3.1 概率极限状态设计法 6 设计表达式 永久荷载效应控制的组合： （2） 对于一般排架,框架结构,可采用简化式计算： 由可变荷载效应控制的组合： （3） 由永久荷载效应控制的组合仍按（2）进行计算。 1.3 钢结构的设计方法 1.3.1 概率极限状态设计法 6 设计表达式 2）正常使用极限状态表达式 对于按GB50068—2001《建筑结构可靠度设计统一标准》的规定要求分别采用荷载的标准组合、频遇组合和准永久组合进行设计，并使变形等设计值不超过相应的规定限值。 钢结构只考虑荷载的标准组合，其设计式为： 1.3 钢结构的设计方法 1.3.1 概率极限状态设计法 1.3.2 结构内力的分析方法 设计钢结构需要处理两个方面的因素：一是结构和构件的抗力；二是荷载施加于结构的效应。荷载效应通过内力分析来计算。 结构在荷载作用下必然有变形。当变形和构件的几何尺寸相比微不足道时，内力分析按结构的原始位形进行，即忽略变形的影响。这种做法称为一阶分析。 大跨度的钢拱桥，拱肋的柔度就比较大，变形影响不再能被忽略。考虑变形影响的内力分析称为二阶分析，属于几何非线性分析。 1.3 钢结构的设计方法 构件和结构的几何缺陷，有些在确定构件抗力时加以考虑，如压杆的初始弯曲，有的则在内力分析时予以考虑，如框架柱的初始倾斜。 结构结构内力分析还可以区分为弹性分析和非弹性分析。传统的做法是把结构看做弹性体来分析。如果结构或构件在达到承载能力极限状态之前不出现塑性，弹性分析正确反映结构的真实情况。如果结构出现少量非弹性应变，但对结构的行为影响不大，为计算简便计，仍然可以用弹性分析。多次超静定的结构如多层刚架，在达到承载极限之前会在多处出现塑性变形，精确反映这类结构极限状态的计算应充分考虑钢材的塑性性能。 1.3.2 结构内力的分析方法 1.3 钢结构的设计方法 1.4 钢结构的新发展 1.4.1 结构用钢的新发展 利用高强度钢材，可以用较少材料做成功效较高的结构，对跨度和荷载大以及高耸的结构极为有利。我国钢结构规范推荐的钢材有Q235钢、Q345钢、Q390钢、Q420钢。目前，国内外高性能钢材取得不少进展，其中包括高强度高性能钢、低屈服点钢和耐火钢的开发和应用等。 近年开发的更合理的型钢截面有H型钢和T型钢，可直接用作梁、柱或屋架杆件，使制造简便，工期缩短，已列入我国钢结构构件设计规范。 压型钢板也是一种新材料，在组合楼板中可兼作施工模板使用，大大缩短施工周期。 1.4.2 新型结构体系的应用和发展 1 结构形式的革新 新技术、新结构的应用，在减轻结构自重、节约钢材方面有很大作用，为大跨度结构、高层、超高层结构的发展奠定了基础。如平板网架结构、网壳结构、薄壁型钢结构、悬索结构、预应力钢结构及钢与混凝土组合构件等的研究和应用。 2 结构优化设计 结构的优化设计是以质量最轻和造价最低为目标的，包括确定最优结构方案和最优截面尺寸。 1.4 钢结构的新发展 现行钢结构规范（GB50017）采用以概率理论为基础的极限状态设计方法，用考虑分布类型的二阶矩概率法计算结构可靠度，并以分项系数的设计表达式进行计算。该方法的进步之处在于不是用经验的安全系数，而是用根据各种不定性分析所得的失效概率去度量结构可靠性，并使所计算的结构构件的可靠度达到预期的一致性和可比性。但它仍为近似概率设计法，尚需继续深入研究。 目前大多数国家（包括我国）采用计算长度法计算钢结构的稳定问题，但是存在一定缺陷。而高等分析和设计方法是一个正在发展和完善的新设计方法。 1.4.2 新型结构体系的应用和发展 1.4 钢结构的新发展 攀枝花学院 攀枝花学院 攀枝花学院 攀枝花学院 攀枝花学院 攀枝花学院 钢结构设计原理 第 1 章 绪论 攀枝花学院土木工程学院土木工程教研室 2010年8月 钢结构设计原理 2013年8月 三个问题： 1 钢结构课的性质和任务是什么？ 本课程是土木