steelstructure4概率极限状态设计法.ppt

1.结构上的作用 使结构产生效应(M、N、V、T、σ、τ、ε、f、θ)的各种因素的总和。 2.作用效应( S ) 结构上的作用引起结构或构件的内力和变形。 S=CQ 3.结构抗力（ R ） 结构或构件承受内力和变形的能力。 R=f(σ、E、A、I )的函数。 4.结构可靠工作的基本条件 结构完成预定功能的工作状态可用结构的功能函数Z来描述。 1.承载能力极限状态 结构或结构构件达到最大承载能力或者达到不适于继续承载的变形状态，称为承载能力极限状态。 超过承载能力极限状态后，结构或结构构件就不能满足安全性的要求。 当结构或结构构件出现下列状态之一时，应认为超过了承载能力极限状态： ① 结构构件或连接因超过材料强度而破坏，或因过度变形而不适于继续承载； ② 整个结构或其一部分作为刚体失去平衡（如倾覆等）； ③ 结构转变为机动体系； ④ 结构或结构构件丧失稳定（如压屈等）； ⑤ 结构因局部破坏而发生连续倒塌； ⑥ 地基丧失承载力而破坏（如失稳等）； ⑦ 结构或结构构件的疲劳破坏。 现行钢结构设计规范除疲劳计算外，采用以概率理论为基础的极限状态设计方法，用分项系数的设计表达式进行计算。 －结构重要性系数，对安全等级为一级或设计使用年限为 100年及以上的结构构件，不应小于1.1；对安全等级为二级 或设计使用年限为50年的结构构件，不应小于1.0；对安全 等级为三级或设计使用年限为5年的结构构件，不应小于0.9； －永久荷载分项系数，当永久荷载效应对结构构件的承载 能力不利时取l.2，但当永久荷载效应控制的组合时取1.35 。当永久荷载效应对结构构件的承载能力有利时，取为1.0 ；验算结构倾覆、滑移或漂浮时取0.9； 注意： 1.正常使用极限状态下应采用荷载标准值 2.承载力极限状态下应采用荷载设计值 3.二者之间关系: 荷载设计值=荷载标准值×荷载分项系数 钢材的强度设计值 fy /γR 砌体结构材料抗力分项系数 γR = 1.6、1.8 γR 混凝土结构材料抗力分项系数 γR =1.4 钢结构材料抗力分项系数 Q235 γR =1.087 Q345 Q390 Q420 γR=1.111 ⑴根据厚度或直径进行分组。厚度越小，强度越高 ⑵钢材的抗压、抗拉、抗弯强度设计值相同 f ⑶钢材的抗剪强度设计值 fv=0.58 f ⑷端部承压强度设计值 fce=1.5 f Steel Structure * 第3章 钢结构的设计方法 本章导学 『导学提示』 本章主要介绍钢结构设计的目的，钢结构的基本计算方法—容许应力设计法、概率设计法、概率极限状态设计法的计算表达式。 『本章要求』 1.理解钢结构设计的目的； 2.了解容许应力设计法； 3.了解概率设计法的设计表达式； 4. 理解概率极限状态设计方法的设计表达式，掌握在不同极限状态下荷载的计算。 『关键知识』 1.概率极限状态设计方法的设计表达式。 『重点讲解』 1.概率极限状态设计方法的设计表达式。 『难点解析』 1.极限状态的概念和分类； 2.概率极限状态设计方法的设计表达式。 3.1 概述 3.1.1 钢结构设计的目的 结构设计的目的在于使所设计的结构在设计使用年限内，满足预定功能的基础上，要求既能安全可靠的工作，又经济合理。 （1）安全性 结构能承受在正常施工和正常使用时可能出现的各种荷载及其它作用(如温度变化、基础不均沉降等）；当发生爆炸、撞击、人为错误等偶然事件时，结构能保持必需的整体稳固性，不出现与起因不相称的破坏后果，防止出现结构的连续倒塌。当发生火灾时，在规定的时间内可保持足够的承载力。 （2）适用性 ?指结构在正常使用条件下，满足预定使用要求的能力。例如不产生影响正常使用的过大变形等。 （3）耐久性 结构在正常的维护下，应随时间的变化仍能满足预定的功能要求，例如不发生严重侵蚀而影响结构的使用寿命等。 结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的能力称为结构的可靠性（规定时间是指结构的设计使用年限，规定条件，是指正常设计、正常施工、正常使用和维护的条件，不包括非正常的，例如人为的错误等）。 3.1.2 结构上的作用和作用效应 3.2 容许应力设计法 容许应力法由于采用一个定值的安全系数来衡量结构的安全性，所以计算应用简便，是工程结构中的一种保守的设计方法，目前在公路、铁路工程设计中仍在应用。它的主要缺点是由于单