L1-2绪论-2014.ppt

第一节 钢结构的特点和应用 第二节 钢结构的设计方法 第一章 绪论 一、结构设计的原则 二、结构设计的方法 三、用分项系数表示的极限状态法 四、钢结构设计过程 一、结构设计的原则 第一章 绪论 第二节 钢结构的设计方法 1、目标 （1）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。 （2）技术先进，经济合理， 安全适用，确保质量。 第一章 绪论 第二节 钢结构的设计方法 81＋144＋100m，2000 伦敦千僖桥 第一章 绪论 第二节 钢结构的设计方法 70x120m，2000年4月倒塌 湖南耒阳干煤棚 第一章 绪论 第二节 钢结构的设计方法 拱形波纹钢屋盖结构，拱脚严重锈蚀 某电解铝厂厂房 （1）使结构产生效应（作用效应) 的各种原因的总称, 属于外部因素 2、作用 第一章 绪论 第二节 钢结构的设计方法 一、结构设计的原则 （2）直接作用→荷载（永久、可变、偶然） 恒载(G)，活载(Q)，风载(W) 静载，动载 -《建筑结构荷载规范》（GB50001-2012) 间接作用→ 温度, 沉降，地震等 永久作用 ， 可变作用，偶然作用 （3）作用效应 （S） ：作用引起的内力和应力、位移、应变、裂缝等。存在变异性，是随机变量 3、抗力（R） 第一章 绪论 第二节 钢结构的设计方法 一、结构设计的原则 （1）结构或构件承受作用效应（内力和变形等）的能力，属于结构自身的特性。 如：构件的承载力、刚度 （2）抗力与结构形式、几何参数、材料性能(强度、弹性模量) 有关。也存在变异性，是随机变量 （1）满足功能要求：安全性(SR)，适用性，耐久性 （2）设计基准期：一般50年，也有100年、25和5年 （3）结构安全等级（结构重要性）：三级 一、结构设计的原则 第一章 绪论 第二节 钢结构的设计方法 4、功能 容许应力设计法（TJ17-74，AISC-ASD，现行的桥梁规范） 极限状态设计法（GBJ17-88,AISC-LRFD, EuroCode 3） 第一章 绪论 第二节 钢结构的设计方法 二、结构设计方法 — 结构/构件验算方法 1、容许应力设计法 K—安全系数，钢结构取1.4~1.7 第一章 绪论 第二节 钢结构的设计方法 二、结构设计方法 非确定性问题的确定性解法，形式简单、应用方便 1、容许应力设计法 第一章 绪论 第二节 钢结构的设计方法 二、结构设计方法 任何结构无论设计怎样保守，都有失效概率；从结构安全度的角度出发，没有100％安全的结构，安全系数K＝1.7（或K=1.4）是什么含义？140％的安全度？ 容许应力法有何缺点？ 1）“安全系数”含义不严谨 2）无法区别荷载性质 一般地讲，动载（可变荷载）比恒载（永久恒载）的变异性大，式中无法区别，即用该法设计钢结构，无论动载还是恒载，只要按荷载图式确定的内力相等，设计出的构件截面就相等 第一章 绪论 第二节 钢结构的设计方法 ??4）无法区别结构的重要性 只要内力相等，无论结构重要性如何，该法给出同样的截面设计。 ?3）不区别材料性能 对同一种钢材，钢板越薄，型钢尺寸越小，钢材的力学性能就越好。 2、极限状态设计法 《建筑结构可靠度设计统一标准》 GB 50068-2001 二、结构设计方法 第一章 绪论 第二节 钢结构的设计方法 若结构或结构的某一部分超过某一特定状态后，就不能满足某一规定功能要求，则此特定状态称为该功能的极限状态。极限状态是与结构特定功能对应的。 1）结构极限状态的基本概念 考虑基本变量概率分布类型的一次二阶矩概率极限状态设计法 承载能力极限状态 — 不发生破坏、倒塌、失稳、倾覆 正常使用极限状态 — 不发生过大变形、振动、裂缝 第一章 绪论 第二节 钢结构的设计方法 2、极限状态设计法 2）两种极限状态 作用、作用效应S 抗力R 3）基本随机变量 Z0，或RS，安全状态； Z0，或RS，失效状态； Z=0，或R=S，极限状态 第一章 绪论 第二节 钢结构的设计方法 2、极限状态设计法 4）功能函数Z=R-S(随机变量，表示一种结构功能） 判断结构是否可靠，要看结构是否达到极限状态。 Z＝g(R，S)＝R－S＝0 — 极限状态方程 第一章 绪论 第二节 钢结构的设计方法 2、极限状态设计法 4）功能函数Z