第3章 钢结构的设计方法.ppt

第3章钢结构的设计方法『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。3.1概述（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。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。3.2容许应力设计法3.3概率设计法3.3.2一次二阶矩法结构的可靠指标3.4概率极限状态设计法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。2.正常使用极限状态
结构或结构构件达到正常使用或耐久性能中某项规定限度的状态称为正常使用极限状态。超过了正常使用极限状态，结构或结构构件就不能保证适用性和耐久性的功能要求。当结构或结构构件出现下列状态之一时，应认为超过了正常使用极限状态：
①影响正常使用或外观的变形（如过大变形、过宽裂缝等）；
②影响正常使用或耐久性能的局部损坏；
③影响正常使用的振动；
④影响正常使用的其他特定状态。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；2.对于一般排架、框架结构，可采用简化式计算3.4.3正常使用极限状态的设计表达式注意：
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Q235γR=1.087
Q345Q390Q420γR=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=0.58f
⑷端部承压强度设计值fce=1.5f1.理解钢结构设计的目的；
2.了解容许应力设计法；
3.掌握概率设计法的设计表达式；
4.重点掌握承载能力极限状态的设计表达式和正常使用极限状态的设计表达式。