鋼結(jié)構(gòu)概述課件.ppt

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1、現(xiàn)代管理大學(xué)工程學(xué)院梁博鋼結(jié)構(gòu)§1-1鋼結(jié)構(gòu)在我國(guó)的發(fā)展概況§1-2鋼結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及合理應(yīng)用范圍§1-3鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法§1-4鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展第1章概述第1章概述主要依據(jù)的規(guī)范《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》（GB50068-2001）；《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50009—2001）；《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50017━2003）；《高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ99-98）；《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011-2001）；1.3鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本要求1）保證結(jié)構(gòu)安全可靠。構(gòu)件在運(yùn)輸、安裝和使用過(guò)程中具有足夠的強(qiáng)度、剛

2、度、整體穩(wěn)定性和局部穩(wěn)定性。2）滿(mǎn)足建筑物的使用要求。建筑外形盡量簡(jiǎn)潔、美觀。3）在設(shè)計(jì)中采用先進(jìn)的設(shè)計(jì)理論，新型的結(jié)構(gòu)形式和連接方式。優(yōu)先選用高強(qiáng)度低合金鋼等優(yōu)質(zhì)鋼材，減輕結(jié)構(gòu)自重和節(jié)省鋼材。4）設(shè)計(jì)時(shí)盡量使結(jié)構(gòu)構(gòu)造簡(jiǎn)單，制造、運(yùn)輸、安裝方便，從而縮短施工周期，降低造價(jià)。5）采取有效措施，提高鋼結(jié)構(gòu)的防銹蝕能力和滿(mǎn)足鋼結(jié)構(gòu)的防火要求。設(shè)計(jì)計(jì)算用的數(shù)據(jù)與實(shí)際有差異設(shè)計(jì)用的數(shù)據(jù)荷載；1永久荷載，例如結(jié)構(gòu)自重、土壓力、預(yù)應(yīng)力等。2可變荷載，例如樓面活荷載、屋面活荷載和積灰荷載、吊車(chē)荷載、風(fēng)荷載、雪荷載等。3偶然荷載，例如爆炸力、撞擊力等。

3、鋼材的性能（屈服強(qiáng)度、設(shè)計(jì)取值）；構(gòu)件的物理特征（截面、長(zhǎng)度、容重）；或多或少存在差異——差異性，都是隨機(jī)變量（即量的大小有隨機(jī)性）；合理考慮這些差異，要求設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)具有一定的可靠度?？煽啃詒eliability-《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，在規(guī)定的條件下，完成預(yù)定功能的能力.包括結(jié)構(gòu)安全性、適應(yīng)性和耐久性可靠度degreeofreliability(reliability)結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，在規(guī)定的條件下，完成預(yù)定功能的概率?！朵摻Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50017━2003）極限狀態(tài)設(shè)計(jì)？概率論為基礎(chǔ)？分項(xiàng)系數(shù)設(shè)

4、計(jì)表達(dá)式？極限狀態(tài)設(shè)計(jì)？?jī)煞N極限狀態(tài)極限狀態(tài)limitstate整個(gè)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分超過(guò)某一特定狀態(tài)就不能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)規(guī)定的某一功能要求，此特定狀態(tài)為該功能的極限狀態(tài)。極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法R結(jié)構(gòu)的抗力——材料性能、幾何參數(shù)S結(jié)構(gòu)的作用效應(yīng)——結(jié)構(gòu)上的各種作用：荷載溫變不均勻沉降地震結(jié)構(gòu)的功能函數(shù)Z=R-S極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法在實(shí)際工程結(jié)構(gòu)中，可能出現(xiàn)下列三種情況：當(dāng)Z＞0時(shí)，結(jié)構(gòu)處于可靠狀態(tài)；當(dāng)Z＜0時(shí)，結(jié)構(gòu)處于失效狀態(tài)；當(dāng)Z＝0時(shí)，結(jié)構(gòu)處于極限狀態(tài)。由此可見(jiàn)，結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)是結(jié)構(gòu)由可靠轉(zhuǎn)變?yōu)槭У呐R界狀態(tài)。判斷結(jié)構(gòu)是否可靠，要看結(jié)構(gòu)是否達(dá)

5、到極限狀態(tài)，為此，通常將下式：稱(chēng)為極限狀態(tài)方程。極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法結(jié)構(gòu)按極限狀態(tài)設(shè)計(jì)應(yīng)符合下列要求Z=R–S≥0概率論為基礎(chǔ)？R和S為兩個(gè)基本的隨機(jī)變量，Z是R和S的函數(shù)，也是一個(gè)隨機(jī)變量；根據(jù)結(jié)構(gòu)上的各種作用和材料性能、幾何參數(shù)等各自的統(tǒng)計(jì)數(shù)值運(yùn)用概率論來(lái)確定它們的設(shè)計(jì)值；然后來(lái)求解Z=R–S≥0的概率（可靠度）可靠指標(biāo)β求解Z=R–S≥0的概率，一般轉(zhuǎn)化為求解失效概率（Pf）；計(jì)算失效概率比較復(fù)雜，故引入了可靠指標(biāo)β用于一般工業(yè)與民用建筑物的鋼結(jié)構(gòu)，其構(gòu)件設(shè)計(jì)的目標(biāo)可靠指標(biāo)一般為3.2，鋼結(jié)構(gòu)連接的目標(biāo)可靠指標(biāo)比構(gòu)件略高，一般推薦為4

6、.5。近似概率極極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法。這種運(yùn)用概率理論的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法稱(chēng)為概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法；由于影響結(jié)構(gòu)可靠度的因素很多，且極為復(fù)雜，求R和S的理論概率密度困難很大（只有部分參數(shù)的統(tǒng)計(jì)資料）。所以現(xiàn)行鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范采用的設(shè)計(jì)方法可稱(chēng)為近似概率極極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法。分項(xiàng)系數(shù)設(shè)計(jì)表達(dá)式？為什么采用分項(xiàng)系數(shù)設(shè)計(jì)表達(dá)式？采用計(jì)算結(jié)構(gòu)的失效概率或可靠指標(biāo)與所定的最優(yōu)失效概率或目標(biāo)可靠指標(biāo)相比較的設(shè)計(jì)方法較難掌握，許多設(shè)計(jì)工作者不習(xí)慣?，F(xiàn)規(guī)范采用分項(xiàng)系數(shù)來(lái)表達(dá)的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。設(shè)計(jì)表達(dá)式的規(guī)定1.2.4鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)表達(dá)式采用計(jì)算結(jié)構(gòu)的失效概率或可靠指標(biāo)與

7、所定的最優(yōu)失效概率或目標(biāo)可靠指標(biāo)相比較的設(shè)計(jì)方法較難掌握。現(xiàn)規(guī)范采用分項(xiàng)系數(shù)來(lái)表達(dá)的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。1）承載能力極限狀態(tài)按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)考慮荷載效應(yīng)的基本組合，必要時(shí)尚應(yīng)考慮荷載效應(yīng)的偶然組合?；窘M合時(shí)按下列設(shè)計(jì)表達(dá)式中最不利值計(jì)算。由永久荷載效應(yīng)控制的組合：對(duì)于一般排架及框架結(jié)構(gòu)，可采用下列簡(jiǎn)化的設(shè)計(jì)表達(dá)式：設(shè)計(jì)表達(dá)式由可變荷載效應(yīng)控制的組合：式中g(shù)0——結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，對(duì)安全等級(jí)為一級(jí)和設(shè)計(jì)使用年限為100年及以上的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，不應(yīng)小于1.1，對(duì)安全等級(jí)為二級(jí)和設(shè)計(jì)使用年限為50年的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，不應(yīng)小于1.0，對(duì)安全

8、等級(jí)為三級(jí)和設(shè)計(jì)使用年限5年及以下的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，不應(yīng)小于0.9；gG——永久荷載分項(xiàng)系數(shù)，一般情況下對(duì)式（1.15）、（1.17）取1.2；對(duì)式（1.16）取1.35；當(dāng)作用效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)有利時(shí)取1.0；對(duì)抗傾覆和滑移有利時(shí)可