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钢结构设计方法－总论 浙江大学建筑工程学院 童根树 教授 2006-11 所谓的设计方法，由三个层次构成 （1） 第一层次是指安全度的考虑，荷载组合 （2）第二层次的方法是 内力分析方法 （3）第三层次的方法是指具体 A 截面和连接的强度设计计算 B 构件的设计(稳定性设计计算） C 挠度的控制 D 侧移的验算 E 疲劳验算 一、安全度的考虑 以概率理论为基础的极限状态设计法， 实际上是75％概率。74年规范是半概率，50％ 更加确切的定义是 荷载和抗力分项系数设计法， Load Resistance Factored Design (LRFD) 或分项安全系数法：荷载和抗力两部分 离散性大的荷载系数大：1.2，1.4 离散性大的抗力系数大：钢Q235:1.087， 钢Q345,Q420:1.10， 混凝土1.40 三、第三层次的设计方法－截面和构件的设计 四类截面 1 有转动能力的塑性截面I (b1/t=9) 2 不要求转动的塑性截面II (b1/t=11) (部分塑性开展的IIIa）(b1/t=13) 3 弹性截面 III （b1/t=15) 4 薄壁截面IV (b1/t=15~45) 四类截面-梁 1 有转动能力的塑性截面I (hw/tw=50) 2 不要求转动的塑性截面II (hw/tw=60) (部分塑性开展的IIIa）(hw/tw=70) 3 弹性截面 III （hw/tw=85) 4 薄壁截面IV (hw/tw=85-250) 1 允许截面局部屈曲的设计： 各种不同的结构采用不同的 内力分析方法和截面设计方法的组合。 （1）E-E法（E-Elastic） 弹性内力分析，构件设计采用弹性极限设计。 冷弯薄壁型钢结构 GB50017－2002 门式刚架房屋钢结构 CECS 102-2002 ( 2 ) E-P法: 内力分析采用弹性分析， 构件设计利用了截面塑性开展 按照 钢结构设计规范GB50017-2003 的设计介于E-E和E-P法之间的 （3）P-P法（P-Plastic） 内力分析采用塑性分析， 截面设计也利用截面的塑性开展 按照钢结构设计规范 GB 50017-2003第9章的设计方法。 （4）Capacity Design Technique 机构控制设计法。这种方法属于非常先进的设计方法，可以用于地震区和非地震区的超静定结构设计。目前主要用于抗震结构设计：下列概念来自于这种方法： （a）强柱弱梁 （b）强节点弱杆件 （c）EBF框架（Eccentrically Braced Frames） （d) 弱支撑强框架（放大支撑内力的设计方法将导致柱子的无侧移屈曲，危险性比不放大支撑内力的设计方法危险性更大) (e) 强钢梁，弱八(人)字支撑的设计思想 五、 关于目前广泛 采用的设计方法 的一个评论： （1）内力分析采用线性弹性的分析， （2）构件设计采用利用截面塑性开展的极限状态设计法 很多人批评这种前后不一致的方法。因此有人主张用前后一致的方法取代目前的方法，即内力分析也要考虑塑性开展，还有考虑二阶效应的方法。  E-P法是一种下限法 结构弹性内力分析考虑： （1）平衡条件， （2） HOOKE 定律 （3）变形协调条件 （4）屈服条件（截面验算) E-P 法： （1）弹性内力分析得到的弯矩内力图是满足平衡条件的（2）截面设计阶段保证了每一个截面的内力都没有超过屈服条件所允许的范围内  因此 E-P法是一个下限解，可以永远应用下去。 六、关于塑性设计方法的评论： （1）塑性设计方法是一种及其好的设计方法，掌握塑性分析方法对了解钢结构的