钢结构设计计算方法.ppt

钢结构设计计算方法Steel structure design calculation method 主讲人： 相春燕 王鹏概述概述结构构计算的目的在于：算的目的在于：保保证设计的的结构和构和结构构件在施工和工构构件在施工和工作作过程中能程中能满足足预期的安全性和使用要求期的安全性和使用要求因此，因此，结构构设计准准则应当当这样描述：描述：结构由各种荷构由各种荷载所所产生的生的效效应（内力和（内力和变形）不大于形）不大于结构（包括构（包括连接）由材料性能和几接）由材料性能和几何因素所决定的抗力或何因素所决定的抗力或规定限定限值￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿假如影响结构的各种因素例如荷载大小、材料强度的高低、截面尺寸、计算模式、施工质量都是确定的，按照上述的准则进行结构设计应该是很简单的，但是事实却相反荷载大小、材料强度的高低、截面尺寸、计算模式、施工质量都是不确定的，是一个随机的过程，因此荷载效应有可能大于设计抗力，结构不可能百分百完全可靠，而只能对其作出一定的概率保证定值法定值法( (容许应力法、最大荷载法）容许应力法、最大荷载法）半概率半经验方法半概率半经验方法 容许应力法虽然简单，但不能定量上度量结构的可靠性，更容许应力法虽然简单，但不能定量上度量结构的可靠性，更不能使各类结构的安全度达到同一水准。

不能使各类结构的安全度达到同一水准 一些设计人员误以为采用了一给定的安全系数，结构就百分一些设计人员误以为采用了一给定的安全系数，结构就百分百可靠；或将安全系数扩大，结构的安全度就高，没有与抗力及百可靠；或将安全系数扩大，结构的安全度就高，没有与抗力及作用力的变异考虑进去作用力的变异考虑进去 定值法对结构的可靠度（定值法对结构的可靠度（degree of reliability)的研究处于的研究处于经经验为基础的定性分析阶段验为基础的定性分析阶段 随着工程技术的发展，建筑结构的设计方法也开始由长期采随着工程技术的发展，建筑结构的设计方法也开始由长期采用的定值法转向用的定值法转向概率设计法概率设计法，在概率设计方法的研究进程中，首，在概率设计方法的研究进程中，首先考虑荷载和材料强度的不确定性，用概率方法确定它们的取值，先考虑荷载和材料强度的不确定性，用概率方法确定它们的取值，但是是根据经验确定安全分项系数，仍然没有将结构的可靠度与但是是根据经验确定安全分项系数，仍然没有将结构的可靠度与概率联系在一起，故称之为半经验半概率法，例如概率联系在一起，故称之为半经验半概率法，例如1957年我国钢年我国钢结构采用的是苏联的钢结构设计规范，结构采用的是苏联的钢结构设计规范，1974年我国修订的年我国修订的《《钢结钢结构设计规范构设计规范》》（（TJ17-74)设计方法都是半概率法。

设计方法都是半概率法 概率极限状态设计方法概率极限状态设计方法 钢结构设计的基本原则是要做到技术先进、经济合理、安全适钢结构设计的基本原则是要做到技术先进、经济合理、安全适用和确保质量因此，结构设计要解决的根本问题是在结构的可靠用和确保质量因此，结构设计要解决的根本问题是在结构的可靠和经济之间选择一种最佳的平衡，使由最经济的途径建成的结构能和经济之间选择一种最佳的平衡，使由最经济的途径建成的结构能以适当的可靠度满足各种预定的功能要求结构的可靠性理论近年以适当的可靠度满足各种预定的功能要求结构的可靠性理论近年来得到了迅速的发展，结构设计已经摆脱传统的定值设计方法，进来得到了迅速的发展，结构设计已经摆脱传统的定值设计方法，进入以概率理论为基础的极限状态设计方法，简称概率极限状态设计入以概率理论为基础的极限状态设计方法，简称概率极限状态设计法 结构的极限状态可以分为下列两类：结构的极限状态可以分为下列两类：（（1））承载能力极限状态承载能力极限状态;对应于结构或结构构件达到最大承载能力对应于结构或结构构件达到最大承载能力或是出现不适于继续承载的变形。

包括倾覆、强度破坏、疲劳破坏、或是出现不适于继续承载的变形包括倾覆、强度破坏、疲劳破坏、丧失稳定、结构变为机动体系或出现过度的塑形变形丧失稳定、结构变为机动体系或出现过度的塑形变形 （（2））正常使用极限状态正常使用极限状态；对于结构或者构件达到正常使用或耐久性；对于结构或者构件达到正常使用或耐久性能的某项规定限值，包括出现影响正常使用或影响外观的变形，出能的某项规定限值，包括出现影响正常使用或影响外观的变形，出现影响正常使用的振动现影响正常使用的振动结束。