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第一章 彩钢、钢结构基本设计规定 第一章 彩钢、钢结构 基本设计规定 第一节 设计原则 一、结构的极限状态 《建筑结构可靠度设计统一标准》（ — ）（以下简称统一标准）规定，各 !#$$% ’$$( 种建筑结构应采用“以概率理论为基础的极限状态设计法”。极限状态的定义为：结构 或结构的一部分超过某一特定状态就不能满足某一规定功能的要求，此特定状态称为该 功能的极限状态。各种承重结构均应按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行设 计。 承载能力极限状态为结构或构件达到最大承载能力或达到不适于继续承载的变形的 极限状态。 正常使用极限状态为结构或构件达到正常使用或耐久性能的某项规定限值的极限状 态，在钢结构构件中包括变形和振动等。 如何理解这些极限状态呢？现举例说明。图 （）为一桁架结构中的拉杆，截 ( ) ( ! 面无孔削弱，设计时应进行下列方面的计算： 图( ) ( 拉杆的设计 （）按承载能力极限状态，需要进行拉杆的强度计算和端部连接焊缝计算。 ( 强度计算是以毛截面屈服作为极限状态，即使： * $% （ ） !# # ( ) ( 然后截面中的应力达到钢材屈服点，此拉杆并没有被拉断，也就是没有达到最大承 载能力。但是，从钢材的应力 应变曲线（图 ， 钢）中可以看到，应力达 ) ( ) (+ ,’-# · · ’-- 第三篇 彩钢、钢结构造型设计、制作工艺及应用图集 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 屈服点 后应变可以达到 左右，也就是材料每米伸长 ，如果此杆件长为 ! ! #$ % $ $，则总伸长可达 ’$。拉杆发生这样大的变形，肯定会影响整个桁架的工作，不 但使整体桁架下塌，而且使受力体系改变。因此，无孔眼削弱的拉杆的强度计算应属于 “不适于继续承载的变形”的极限状态。 至于端部连接焊缝的计算，是以焊缝破坏作为极限状态的，就应属于达到 “最大承 载能力”的极限状态。 （）验算拉杆的长细比，使长细比不超过容许长细比，应属于 “正常使用极限状 态”。因拉杆长细比过大时，可能会因自重而明显下垂，也可能会在动力影响下发生较 大振动，这些都会影响它的正常使用。 二、概率设计法和非概率设计法 ’# 概率设计法 在结构设计中，影响结构工作性能有若干基本变量，它们包括： （）引起结构作用效应 （轴向力、弯矩、剪力等）的各种作用，如恒荷载、活荷 ’ 载、地震、温度变化等。 （）构成结构抗力 的各种因素，如材料性能 （强度、弹性模量等）、几何特征 # （尺寸、截面面积、截面模量、惯性矩等）等。 这些基本变量都是非确定的量，叫做随机变量。若结构设计时需要考虑影响结构可 靠性的上述随机变量有 个，即 、 、 …… 、则这 个随机变量通常可建立函 $ % ’ % %( % )