钢结构基础第1章[精选].ppt

从图中可以看出β与失效概率Pf 间存在着一一对应关系,即: 1).β减小时，阴影部分 的面积增大，即失效概 率Pf增大； 2).β增大时，阴影部分 的面积减少，亦即失效 概率Pf减小。 说明β可以作为衡量结 构可靠度的一个数量指 标。β—可靠度指标 f(z) μz Z 的概率密度曲线 Pf Z=R-S 失效 可靠 标准正态分布时 与 的对应值 4.0 3.17X10-5 3.7 1.08X10-4 3.2 6.87X10-4 1.35X10-3 3.0 β的计算: 将式(1-10)、(1-11)代入β的定义式得： c.全概率设计法 对结构的各种基本变量均采用随机变量或随机过程来描述，对结构进行精确的概率分析，求得结构最优失效概率作为结构可靠度的直接度量。 二、钢结构设计表达式 a. 采用以概率理论为基础的极限状态设计方法(疲劳问题除外)，用分项系数的表达式进行计算； b. 结构的可靠度用可靠度指标来度量，并以分项系数的形式考虑。 （一）按承载能力极限状态设计 应考虑荷载效应的基本组合或偶然组合进行荷 载（效应）组合，采用下列表达式设计： 式中：γo--结构重要性系数； S --荷载效应（组合）的设计值； R --钢结构构件或连接材料抗力的设计值。 荷载效应组合如下： 2.由永久荷载效应控制的组合： 3.荷载分项系数取值如下： 1.由可变荷载效应控制的组合： （1）永久荷载分项系数 当其效应对结构不利时 --对可变荷载效应控制的组合，应取1.2; --对永久荷载效应控制的组合，应取1.35; 当其效应对结构有利时 --一般情况下应取1.0； --对结构的倾覆、滑移或漂浮验算，应取0.9。 （2）可变荷载的分项系数 --一般情况下应取1.4； --对标准值大于4kN/m2的工业房屋楼面结构的 活荷载标准值应取1.3。 对于钢结构这种单一材料，可以将荷载效应表达式用应力形式表示。 可变荷载起控制作用时： 永久荷载起控制作用时： 式中： 4、钢结构构件承载能力极限状态设计表达式 --钢材或连接材料强度设计值。 --钢材或连接材料强度标准值。 --钢材或连接材料抗力分项系数，对于Q235 钢γR=1.087;Q345、Q390、Q420钢γR=1.111 。 钢结构规范给出了各类钢材和连接的强度设计值。 4.了解杆件和板件稳定的基本理论，理解影响稳定性的主要因素及提高稳定性的措施； 3.掌握钢结构用钢的主要性能及其主要影响因素，并能正确地选择钢材； 2.理解“钢结构”的计算方法； 1.了解钢结构的应用和发展概况,掌握钢结构的特点； 本课程的基本要求 5. 掌握各种连接（焊接、螺栓连接）和各类构件(梁、柱和屋架)的工作性能、破坏特征及其设计的基本方法。 6.理解构件间的连接方法、力的传递方式和过程以及构造原则； 教学参考书及规范: 1.钢结构 肖亚明主编 合肥工业大学出版社 2.钢结构设计规范 （GB50017-2003) 7.熟悉与土木工程相关的钢结构设计规范。 3.钢结构工程施工质量验收规范 （GB50205-2001) 第一章 绪 论 大纲要求 1. 掌握钢结构的特点和钢结构的应用范围。 2．理解钢结构按极限状态的设计方法，掌握其设 计表达式的应用。 3．了解钢结构在我国的发展趋势和问题。 §1.1 钢结构的特点和应用范围 1.轻质高强; 由于钢材强度高，结构需要的构件截面小,结构自重轻。 a=容重/强度, a越小，结构相对越轻。 钢材：a=1.7～3.7×10-4/m； 木材：a=5.4×10-4/m； 钢砼：a= 18×10-4/m； 一、钢结构的特点 2.钢材的塑性和韧性好； 塑性和韧性是概念上完全不同的两个物理量。 塑性——承受静力荷载时，材料吸收变形能的能力。 塑性好，会使结构一般情况下不会由于偶然超载而 突然断裂，给人以安全保证； 韧性——承受动力荷载时，材料吸收能量的多少。 韧性好，说明材料具有良好的动力工作性能。 3.材质均匀、各向同性，接近理想的弹塑性体，与力 学假定符合较好; 钢材屈服前看作弹性材料,屈服以后看作塑性或弹塑性材料 4.制作、安装简便，工期短，符合工业化要求; 国家大剧院屋架安装 钢结构住宅 5、密闭性好，不渗漏; 6、钢材耐热性好，耐火性差; 当结构表面长期受辐射热达 150