钢结构的应用和发展_精品.ppt

功能函数 ????????????????????????????式中?Z=g(﹒) ——结构的功能函数； xi(i=1,2,……n) ——影响结构或构件可靠度的基本变量 （1.5） 仅有作用效应S和结构抗力R两个基本变量时结构的功能函数可表为： （1.6） 荷载效应S：取决于各种荷载（恒载、活载、风、地震作用、 温度变化等） 结构或构件的承载力或抗力R：取决于材料、构件的几何特性等 * 由于R和S都是随机变量，其函数Z也是一个随机变量。功能函数Z存在三种可能状态： 结构可靠度：结构在规定时间内，在规定的条件下，完成预定功能的概率 若以ps表示结构的可靠度 则： （1.7） 若以pf表示结构的失效概率 则： （1.8） * Z的概率密度fZ（Z）曲线： 正态分布概率密度曲线中Z的平均值和标准差存在下述关系： （1.12） （1.13） * β——可靠指标或安全指标 β与pf存在一一对应关系， β与pf变化相反 若Z为正态分布： （1.15） 由： 有： （1.21） 由于β的计算只采用分布的特征值，即一阶原点矩（均值）μZ和二阶中心矩（方差）σZ2，对非线性函数只取线性项，而不考虑Z的全分布，故称此法为一次二阶矩法 * β与pf对应表格 不同结构构件承载能力极限状态的可靠指标β * 1.3.3 设计表达式 《建筑结构可靠度设计统一标准》(GB50068)规定结构构件的极限状态设计表达式，应根据各种极限状态的设计要求，采用有关的荷载代表值、材料性能标准值、几何参数标准值以及各种分项系数等表达。 简单荷载分项系数设计式： （1.26） RK ——抗力标准值 SGK——按标准值计算的永久荷载（G）效应值 SQK——按标准值计算的可变荷载（Q）效应值 γ ——分项系数 式中： * 一般情况下荷载分项系数： γ G＝1.2 ；γ Q＝1.4 永久荷载效应与可变荷载效应异号时： γ G＝1.0 ；γ Q＝1.4 抗力分项系数： Q235钢： γ R＝1.087； Q345、Q390；Q420钢： γ R＝1.111 其中：钢材强度设计值f——钢材强度除以对应的抗力分项系数 对应于 分项系数γ 以可靠指标β为基础用概率设计法求出 * 可变荷载效应控制的组合： （1.29） 可变荷载效应控制的组合： （1.30） 承载能力极限状态荷载效应的 基本组合 * 正常使用极限状态荷载效应的 标准组合 （1.32） vGK ——永久荷载标准值产生的变形值 vQ1K ——起控制作用的第一个可变荷载标准值产生的变形值 vQiK ——其他第i个可变荷载标准值产生的变形值 [v] ——结构或结构构件的容许变形值 式中： * 第一章 绪 论 §1-1 钢结构的应用和发展 钢(steel)是铁碳合金，人类采用钢结构的历史和炼铁、炼钢技术的发展是密不可分的。 早在公元前2000年左右，在人类古代文明的发祥地之一的美索不达米亚平原（位于现代伊拉克境内的幼发拉底河和底格里斯河之间）就出现了早期的炼铁术 。 我国也是较早发明炼铁技术的国家之一，在河南辉县等地出土的大批战国时代（公元前475～前221年）的铁制生产工具说明，早在战国时期，我国的炼铁技术已很盛行了 * 公元65年（汉明帝时代），用锻铁(wrought?iron)为环，相扣成链，建成了世界上最早的铁链悬桥——兰津桥 ，陆续建造了数十座铁链桥其中跨度最大的是泸定桥。 1705年（清康熙四十四年）建成的四川泸定大渡河桥，桥宽2.8m，跨长100m，由9根桥面铁链和4根桥栏铁链构成，两端系于直径20cm、长4m的生铁铸成的锚桩上，比美洲1801年才建造的跨长23m的铁索桥早近百年，比号称世界最早的英格兰30m跨铸铁(cast?iron)拱桥也早74年 * 四川泸定大渡河桥 * 公元694年（周武氏十一年）在洛阳建成的“天枢”，高35m，直径4m，顶有直径为11.3m的“腾云承露盘”，底部有直径约16.7m用来保持天枢稳定的“铁山”，相当符合力学原理 公元1061年（宋代）在湖北荆州玉泉寺建成的13层铁塔 所有这些都表明，我们中华民族对铁结构的应用，曾经居于世界领先地位 玉泉铁塔 * 欧美等国家中最早将铁做为建筑材料是英国 但直到1840年以前，还只采用铸铁来建造拱桥 1840年以后，随着铆钉(rivets)连接和锻铁技术的发展，铸铁结构逐渐被锻铁结构取代 1855年英国人发明贝氏转炉炼钢法和1865年法国人发明平炉炼钢法，钢材才开始在建筑领域逐渐取代锻铁材料 自1890年