钢结构基础第1章

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1、 1、 概 述 了 解 钢 结 构 的 特 点 和 应 用 。 理 解 钢 结 构 的 极 限 状 态 、 概 率 极 限 状态 法 的 基 本 原 理 ， 掌 握 用 分 项 系 数 的 设 计 表 达 式 进 行 计 算 的 方 法 。2、 钢 结 构 的 材 料 认 识 钢 材 的 破 坏 形 式 、 钢 材 的 主 要 性 能 和 影 响 钢 材 性 能 的 因 素 。熟 悉 建 筑 钢 材 的 类 别 及 钢 材 的 选 用 。3、 构 件 的 截 面 承 载 能 力 强 度 了 解 各 类 构 件 的 应 用 和 截 面 形 式 。 认 识 各 类 构 件 截 面 的 受 力 状

2、态 、应 力 分 布 特 点 ， 理 解 和 掌 握 各 类 构 件 的 强 度 计 算 准 则 和 方 法 。4、 单 个 构 件 的 承 载 力 稳 定 性 认 识 各 类 构 件 的 整 体 失 稳 形 式 及 影 响 稳 定 性 的 主 要 因 素 ， 理 解和 掌 握 各 类 构 件 的 整 体 稳 定 计 算 方 法 。 认 识 构 件 各 组 成 板 件 的 屈曲 问 题 ， 理 解 各 类 构 件 的 局 部 稳 定 条 件 ， 并 能 正 确 进 行 验 算 。 了解 板 件 的 屈 曲 后 强 度 的 利 用 。本 课 程 的 基 本 要 求 5、 整 体 结 构 中 的

3、压 杆 和 压 弯 构 件了 解 影 响 杆 件 屈 曲 的 主 要 因 素 ， 能 正 确 、 合 理 地 确 定 桁 架 杆 件 、 框架 柱 的 计 算 长 度 。6、 钢 结 构 的 正 常 使 用 极 限 状 态了 解 正 常 使 用 极 限 状 态 的 主 要 内 容 。掌 握 各 类 构 件 的 刚 度 验 算 方 法 。7、 钢 结 构 的 连 接 和 节 点 构 造了 解 钢 结 构 的 连 接 方 法 及 特 点 。 熟 悉 焊 缝 连 接 、 螺 栓 连 接 的 基 本 构造 要 求 ， 认 识 焊 缝 连 接 、 螺 栓 连 接 的 工 作 性 能 ， 理 解 和 掌

4、握 焊 缝 连接 、 螺 栓 连 接 在 各 种 受 力 状 态 下 的 强 度 计 算 条 件 。8、 了 解 与 土 木 工 程 相 关 的 钢 结 构 设 计 规 范 。本 课 程 的 基 本 要 求 课 程 计 划 -理 论 教 学 40学 时第 一 章 概 述 2学 时第 二 章 钢 结 构 的 材 料 4学 时第 三 章 构 件 的 截 面 承 载 能 力 强 度 6学 时第 四 章 单 个 构 件 的 承 载 力 稳 定 性 10学 时第 五 章 整 体 结 构 中 的 压 杆 和 压 弯 构 件 4学 时第 六 章 钢 结 构 的 正 常 使 用 极 限 状 态 2学 时第 七

5、 章 钢 结 构 的 连 接 和 节 点 构 造 12学 时 课 程 考 核平 时 成 绩 ： 20%（ 到 课 率 ， 作 业 ） ；考 试 成 绩 ： 80%（ 闭 卷 考 试 ） 。 课 程 体 系 图 示 第 一 章 概 述 1.1 钢 结 构 的 特 点 和 应 用1.2 钢 结 构 的 建 造 过 程 和 内 在 缺 陷1.3 钢 结 构 的 组 成 原 理 1.4 钢 结 构 的 极 限 状 态 和 概 率 极 限 状 态 法1.5 钢 结 构 的 发 展 1.1 钢 结 构 的 特 点 和 应 用 材 料 的 强 度 高 ， 结 构 重 量 轻 由 于 钢 材 强 度 高 ，

6、结 构 需 要 的 构 件 截 面 小,结 构 自 重 轻 。 a=容 重 /强 度 , a越 小 ， 结 构 相 对 越 轻 。 钢 材 ： a=1.7 3.7 10 -4/m； 木 材 ： a=5.4 10-4/m； 钢 砼 ： a= 18 10-4/m；1.1.1 钢 结 构 的 特 点 1.1 钢 结 构 的 特 点 和 应 用 钢 材 的 塑 性 和 韧 性 好 塑 性 和 韧 性 是 概 念 上 完 全 不 同 的 两 个 物 理 量 。 塑 性 承 受 静 力 荷 载 时 ， 材 料 吸 收 变 形 能 的 能 力 。 塑 性 好 ， 会 使 结 构 一 般 情 况 下 不 会

7、由 于 偶 然 超 载 而 突 然 断 裂 ， 给 人 以 安 全 保 证 ； 韧 性 承 受 动 力 荷 载 时 ， 材 料 吸 收 能 量 的 多 少 。 韧 性 好 ， 说 明 材 料 具 有 良 好 的 动 力 工 作 性 能 。 1.1 钢 结 构 的 特 点 和 应 用2. 材 质 均 匀 ， 和 力 学 计 算 的 假 定 比 较 符 合 各 向 同 性 ， 接 近 理 想 的 弹 塑 性 体 ， 与 力 学 假 定 符 合 较 好 ; 钢 材 屈 服 前 看 作 弹 性 材 料 ， 屈 服 以 后 看 作 塑 性 或 弹 塑 性 材 料 。3. 钢 结 构 制 造 简 便 ,施

8、 工 周 期 短 。 工 厂 化 机 、 械 化 加 工 ， 标 准 化 构 件 、 精 度 较 高 ； 工 地大 构 件 吊 装 和 高 强 螺 栓 链 接 。4. 密 闭 性 好 ， 不 渗 漏 1.1 钢 结 构 的 特 点 和 应 用5、 钢 材 耐 热 性 好 ， 耐 火 性 差 温 度 200 ， 强 度 变 化 很 小 。 适 应 该 场 所 。 温 度 600 ， 钢 材 将 丧 失 承 载 能 力 。6、 钢 材 耐 腐 蚀 性 差 ， 维 护 费 用 高 。 在 潮 湿 、 腐 蚀 性 介 质 环 境 中 ， 发 生 锈 蚀 ， 影 响 钢 结 构 寿命 。 必 须 定 期

9、 刷 涂 料 等 维 护 。7、 钢 结 构 在 低 温 条 件 下 有 冷 脆 倾 向 。 在 低 温 条 件 下 ， 不 仅 可 能 发 生 脆 性 断 裂 ， 而 且 容 易 发 生厚 板 的 层 状 撕 裂 等 。 1.1 钢 结 构 的 特 点 和 应 用1.1.2 钢 结 构 的 应 用 范 围（ 1） 大 跨 度 空 间 结 构 1.1 钢 结 构 的 特 点 和 应 用网 架 结 构 拱结构桥 梁 1.1 钢 结 构 的 特 点 和 应 用天 津 体 育 场 千年穹顶西 班 牙 迪 加 航 空 港 上 海 会 展 中 心 1.1 钢 结 构 的 特 点 和 应 用 单 层 厂

10、房多层工业厂房2. 重 型 工 业 厂 房 结 构金 陵 石 化 总 厂 1.1 钢 结 构 的 特 点 和 应 用帝王大厦3.多 层 、 高 层 及 超 高 层 建 筑金茂大厦88层420米 北京财富中心 1.1 钢 结 构 的 特 点 和 应 用东 京 千 年 塔4.高 耸 建 筑 1.1 钢 结 构 的 特 点 和 应 用(1).波 纹 拱 壳 结 构5. 轻 型 房 屋 钢 结 构 1.1 钢 结 构 的 特 点 和 应 用(2) 门 式 刚 架 结 构5. 轻 型 房 屋 钢 结 构 1.1 钢 结 构 的 特 点 和 应 用（ 3） 多 层 轻 型 房 屋 建 筑5. 轻 型 房

11、屋 钢 结 构 1.1 钢 结 构 的 特 点 和 应 用 活 动 车 库6.可 拆 卸 、 移 动 房 屋 及 移 动 结 构 1.1 钢 结 构 的 特 点 和 应 用7.容 器 及 其 他 构 筑 物 1.1 钢 结 构 的 特 点 和 应 用8.钢 与 混 凝 土 组 合 结 构 1.1 钢 结 构 的 特 点 和 应 用老 山 自 行 车 馆 南 通 会 展 中 心 （ 11亿 ） 1.1 钢 结 构 的 特 点 和 应 用3.空 间 桁 架 网 架 上 海 浦 东 机 场 航 站 楼 1.1 钢 结 构 的 特 点 和 应 用4.悬 索 屋 顶 结 构 北 京 南 站 华 盛 顿

12、杜 勒 机 场 候 机 楼 1.1 钢 结 构 的 特 点 和 应 用5.张 拉 集 成 结 构美 国 亚 特 兰 大 乔 治 亚 穹 顶 1.1 钢 结 构 的 特 点 和 应 用6.索 膜 结 构 上 海 世 博 会 -世 博 轴 索 膜 顶 盖 1.1 钢 结 构 的 特 点 和 应 用1.1.2 用 于 多 层 、 高 层 及 超 高 层 建 筑 的 主 要 结 构 形 式框 架 结 构 、 刚 架 -支 撑 结 构 、 框 筒 、 筒 中 筒 、 束 筒 等 1.1 钢 结 构 的 特 点 和 应 用 1.1 钢 结 构 的 特 点 和 应 用1.1.3 用 于 桥 梁 的 主 要

13、结 构 形 式 实 腹 板 梁 式 结 构 桁 架 式 结 构 拱 式 结 构 拱 与 梁 桁 架 组 合 结 构 斜 拉 结 构 悬 索 结 构 1.1 钢 结 构 的 特 点 和 应 用武 汉 长 江 大 桥 九 江 长 江 大 桥 武 汉 天 兴 洲 长 江 大 桥 湖 南 矮 寨 特 大 桥 1.1 钢 结 构 的 特 点 和 应 用1.1.4用 于 塔 桅 的 主 要 结 构 形 式 1.1 钢 结 构 的 特 点 和 应 用 广 州 电 视 塔 1.2 钢 结 构 的 建 造 过 程 和 内 在 缺 陷1.2.1 钢 结 构 的 建 造 过 程1.工 厂 制 造 验 收 、 放 样

14、 、 加 工 、 装 配 、 矫 正 、 除 锈 和 涂 漆2.工 地 安 装 扩 大 拼 装 、 吊 装 就 位 、 临 时 固 定 、 最 后 固 定1.2.2 钢 结 构 的 初 始 缺 陷1.几 何 缺 陷 初 弯 曲 初 倾 斜 杆 件 长 度 误 差2.材 料 缺 陷 钢 材 并 非 理 想 的 匀 质 体 和 各 向 同 性 体 1.3 钢 结 构 的 组 成 原 理1.3.1 结 构 设 计 的 目 的 与 内 容1. 结 构 设 计 的 目 的（ 1） 安 全 性 结 构 在 正 常 施 工 和 正 常 使 用 条 件 下 ， 承受 可 能 出 现 的 各 种 作 用 的 能

15、 力 。 在 偶 然 事 件 发 生 时 和发 生 后 ， 仍 保 持 必 要 的 整 体 稳 定 性 的 能 力 。（ 2） 适 用 性 结 构 在 正 常 使 用 条 件 下 ， 满 足 预 定 使 用要 求 的 能 力 。（ 3） 耐 久 性 结 构 在 正 常 维 护 条 件 下 ， 随 时 间 变 化 而仍 能 满 足 预 定 功 能 要 求 的 能 力 。结 构 的 安 全 性 、 适 用 性 、 耐 久 性 总 称 为 结 构 的 可 靠 性 。 1.3 钢 结 构 的 组 成 原 理 任 何 结 构 都 必 须 是 几 何 不 变 的 空 间 整 体 ，并 且 在 各 类 作

16、用 的 效 应 之 下 保 持 稳 定 性 能 ， 必 要的 承 载 能 力 和 刚 度 。 当 结 构 的 承 重 主 体 是 桁 架 、刚 架 等 平 面 体 系 时 ， 需 要 设 置 一 些 辅 助 构 件 如 支撑 、 横 隔 等 把 他 们 连 成 空 间 整 体 。 除 容 器 外 ， 一 般 将 结 构 分 为 跨 越 结 构 和 高 耸结 构 ， 前 者 是 跨 越 地 面 上 一 定 空 间 的 结 构 ， 包 括桥 梁 和 单 层 房 屋 结 构 ； 后 者 则 是 从 地 面 向 上 发 展的 结 构 ， 包 括 高 层 房 屋 、 塔 架 和 桅 杆 结 构 。 曾

17、数不 多 的 房 屋 则 介 于 两 者 之 间 。 1.3 钢 结 构 的 组 成 原 理1.3.1 跨 越 结 构1.平 面 体 系 加 支 撑 如 ： 穿 式 桁 架 桥 单 层 厂 房 的 屋 盖2.空 间 体 系 如 ： 平 板 网 架 穹 顶 结 构 悬 索 屋 盖 结 构 空 间 框 架 1.3 钢 结 构 的 组 成 原 理1.3.2 高 耸 结 构 高 耸 结 构 不 同 于 跨 越 结 构 的 一 个 重 要 特 点 是 ， 水 平 荷 载 （ 风 力 、 地 震 的 水 平 作 用 ） 可 能 居 于 主 导 地 位 。1.高 层 房 屋 结 构 -刚 架 （ a） 框

18、架 -支 撑 或 剪 力 墙 (b,c)重 型支 撑 （ d）2.塔 架 本 身 就 是 一 个 空 间 桁 架3.桅 杆 用 纤 绳 抵 抗 水 平 作 用 和 保 持 稳 定 的 结 构 。 1.3 钢 结 构 的 组 成 原 理1.3.3 其 他 结 构 形 式 的 组 成上 述 可 以 看 出 ： 大 部 分 钢 结 构 为 系 杆 结 构 （ 除 容 器 、 管 道 ） ；基 本 构 件 可 以 概 括 为 三 大 类 ：轴 心 受 力 构 件 ；受 弯 构 件 ；1.拉 弯 或 压 弯 构 件 1.4 钢 结 构 的 极 限 状 态 和 概 率 极 限 状 态 法1.4.1 钢 结

19、 构 的 极 限 状 态（ 2） .正 常 使 用 极 限 状 态 : 结 构 或 构 件 达 到 正 常 使 用 或 耐 久 性 能 的 某 项 规 定 限 值的 极 限 状 态 ， 包 括 ： 影 响 正 常 使 用 或 外 观 的 变 形 、 影 响 正 常 使 用 的 振 动 、 影 响 正 常 使 用 的 或 耐 久 性 的 局 部 破 坏 等 状态 。（ 1） .承 载 能 力 极 限 状 态 : 结 构 或 构 件 达 到 最 大 承 载 力 或 达 到 不 适 应 于 继 续 承 载的 变 形 的 极 限 状 态 ， 包 括 ： 倾 覆 、 强 度 破 坏 、 疲 劳 破 坏

20、、失 稳 、 结 构 变 为 机 动 体 系 等 状 态 。 钢 结 构 设 计 规 范 （ GB50017-2003)规 定 ， 极 限 状 态 分为 两 类 ： 1.4 钢 结 构 的 极 限 状 态 和 概 率 极 限 状 态 法1.4.2 结 构 的 荷 载 效 应 分 析 设 计 钢 结 构 需 要 处 理 两 个 方 面 的 因 素 ： 一 是 结 构 和 构件 的 抗 力 ； 二 是 荷 载 施 加 于 结 构 的 效 应 。 荷 载 效 应 通 过内 力 分 析 来 计 算 。 结 构 在 荷 载 作 用 下 必 然 有 变 形 。 当 变 形 和 构 件 的 几何 尺 寸 相

21、 比 微 不 足 道 时 ， 内 力 分 析 按 结 构 的 原 始 位 形 进行 ， 即 忽 略 变 形 的 影 响 。 这 种 做 法 称 为 一 阶 分 析 。 大 跨 度 的 钢 拱 桥 ， 拱 肋 的 柔 度 就 比 较 大 ， 变 形 影 响不 再 能 被 忽 略 。 考 虑 变 形 影 响 的 内 力 分 析 称 为 二 阶 分 析， 属 于 几 何 非 线 性 分 析 。 1.4 钢 结 构 的 极 限 状 态 和 概 率 极 限 状 态 法 构 件 和 结 构 的 几 何 缺 陷 ， 有 些 在 确 定 构 件 抗 力 时 加以 考 虑 ， 如 压 杆 的 初 始 弯 曲 ，

22、 有 的 则 在 内 力 分 析 时 予 以 考虑 ， 如 框 架 柱 的 初 始 倾 斜 。 结 构 内 力 分 析 还 可 以 区 分 为 弹 性 分 析 和 非 弹 性 分 析 。传 统 的 做 法 是 把 结 构 看 做 弹 性 体 来 分 析 。 如 果 结 构 或 构 件在 达 到 承 载 能 力 极 限 状 态 之 前 不 出 现 塑 性 ， 弹 性 分 析 正 确反 映 结 构 的 真 实 情 况 。 如 果 结 构 出 现 少 量 非 弹 性 应 变 ， 但对 结 构 的 行 为 影 响 不 大 ， 为 计 算 简 便 计 ， 仍 然 可 以 用 弹 性分 析 。 多 次 超

23、 静 定 的 结 构 如 多 层 刚 架 ， 在 达 到 承 载 极 限 之前 会 在 多 处 出 现 塑 性 变 形 ， 精 确 反 映 这 类 结 构 极 限 状 态 的计 算 应 充 分 考 虑 钢 材 的 塑 性 性 能 。 1.4 钢 结 构 的 极 限 状 态 和 概 率 极 限 状 态 法结 构 有 各 种 荷 载 所 产 生的 效 应 （ 内 力 和 变 形 ） 结 构 和 连 接 有 材 料 性 能和 几 何 因 素 等 所 决 定 的抗 力 或 规 定 限 值 。保 证 结 构 的 可 靠 性荷 载 大 小 、 材 料 强 度 、 截 面尺 寸 、 施 工 质 量 的 随

24、机 性结 构 不 可 能 百 分 之 百 可 靠 ， 做 出 一 定 概 率 保 证现 行 钢 结 构 设 计 规 范 -概 率 极 限 状 态 设 计 方 法 1.4 钢 结 构 的 极 限 状 态 和 概 率 极 限 状 态 法1.4.3 概 率 极 限 状 态 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 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

25、 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 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 法 。 1.4 钢 结 构 的 极 限 状 态 和 概 率 极 限 状 态 法 结 构 的 功 能 函 数 Z， 结 构 的 抗 力 R、 作 用 效 应 S， Z g（ R， S） R S 在 实 际 工 程 结 构 中 ， 可 能 出 现 下 列 三

26、 种 情 况 ： Z 0 结 构 处 于 可 靠 状 态 ； （ 1-1a） Z R S Z =0 结 构 达 到 极 限 状 态 ； （ 1-1b） Z 0 结 构 处 于 失 效 状 态 ； （ 1-1c） 判 断 结 构 是 否 可 靠 ， 要 看 结 构 是 否 达 到 极 限 状 态 ， 为 此 ， 通 常 将 下 式 ： Z g(R， S) R S 0 称 为 极 限 状 态 方 程 。 概 率 极 限 状 态 设 计 原 理 1.4 钢 结 构 的 极 限 状 态 和 概 率 极 限 状 态 法Ps PZ 0 （ 1-2a） 结 构 不 能 完 成 预 定 功 能 的 概 率 -

27、失 效 概 率 ，用 Pf表 示 ， 则 ：Pf PZ0 （ 1-2b） 结 构 在 规 定 的 时 间 内 、 在 规 定 的 条 件 下 ， 完 成 预 定功 能 的 概 率 -可 靠 度 ， 用 Ps表 示 ， 则 ： 由 于 可 靠 度 Z 0 与 失 效 概 率 Z 0 是 两 个相 反 的 概 率 ， 所 以 两 者 的 关 系 应 满 足 : P s Pf 1 或 Ps 1- Pf 1.4 钢 结 构 的 极 限 状 态 和 概 率 极 限 状 态 法 结 构 的 可 靠 度 结 构 在 规 定 的 时 间 内 ， 规 定 的 条 件 下 ， 完 成 预 定 功 能 的概 率 。

28、 及 结 构 不 失 效 （ Z0） 若 可 靠 概 率 记 为 Ps， 失 效 概 率 记 为 Pf ； 则 ： Ps+ Pf =1 结 构 的 可 靠 度 通 常 受 荷 载 、 材 料 性 能 、 几 何 参 数 和 计 算 公 式 精 确 性 等 因 素的 影 响 。 这 些 具 有 随 机 性 的 因 素 称 为 “ 基 本 变 量 ” 。 对 于 一 般 建 筑 结 构 ， 可 以归 并 为 荷 载 效 应 (S)和 结 构 抗 力 （ R） ， 并 设 这 二 者 服 从 正 态 分 布 ， 这 样 Z=R-S也 是 正 态 分 布 。 以 代 表 平 均 值 ， 以 代 表 标

29、 准 差 ， 可 进 行 概 率 分 析 得 ： 值 越大 ， P f 就 越 小 。 )(1 fs pp 22 SR SR f(z) z图 1-17 与 的 对 应 关 系Pf Z Z=R-SPf 1.4 钢 结 构 的 极 限 状 态 和 概 率 极 限 状 态 法 从 图 中 可 以 看 出 与 P f 间 存 在 着 一 一 对 应 关 系 ,即 : 1). 减 小 时 ， 阴 影 部 分 的 面 积 增 大 ， 即 失 效 概 率 Pf增 大 ； 2). 增 大 时 ， 阴 影 部 分 的 面 积 减 少 ， 亦 即 失 效 概 率 Pf减 小 。 说 明 可 以 作 为 衡 量 结

30、 构 可 靠 度 的 一 个 数 量 指 标 。f(z) z图 1-17 Z 的 概 率 密 度 函 数 曲 线Pf Z Z=R-S 可 靠 度 指 标ZZ （ 1-5）失 效 可 靠Z Ps 1.4 钢 结 构 的 极 限 状 态 和 概 率 极 限 状 态 法 规 范 或 标 准 规 定 的 值 可 以 称 之 为 目 标 可 靠 指 标 。 目 标 可 靠 指 标 的 取 值 从理 论 上 说 应 根 据 各 种 结 构 构 件 的 重 要 性 、 破 坏 性 质 及 失 效 后 果 ， 以 优 化 方 法确 定 。 但 是 ， 实 际 上 这 些 因 素 还 难 以 找 到 合 理 的

31、 定 量 分 析 方 法 。 因 此 ， 目 前各 个 国 家 在 确 定 目 标 可 靠 指 标 时 都 采 用 “ 校 准 法 ” ， 通 过 对 原 有 规 范 作 反 演算 ， 找 出 隐 含 在 现 有 工 程 结 构 中 相 应 的 可 靠 指 标 值 ， 经 过 综 合 分 析 后 确 定 设 计 规 范 中 相 应 的 可 靠 指 标 值 。 这 种 方 法 的 实 质 是 从 整 体 上 继 承 原 有 的 可 靠 度水 准 ， 是 一 种 稳 妥 可 行 的 办 法 。 1.4 钢 结 构 的 极 限 状 态 和 概 率 极 限 状 态 法 建 筑 结 构 可 靠 度 设

32、计 统 一 标 准 规 定 各 类 构 件 按 承 载 能 力 极 限 状 态 设 计 时 的可 靠 指 标 见 表 1-3， 一 般 的 工 业 与 民 用 建 筑 的 安 全 等 级 属 于 二 级 。 钢 结 构 的 强度 破 坏 和 大 多 数 失 稳 破 坏 都 具 有 延 性 破 坏 性 质 ， 所 以 钢 结 构 构 件 设 计 的 目 标 可 靠 指 标 一 般 为 3.2。 但 是 也 有 少 数 情 况 ， 主 要 是 某 些 壳 体 结 构 和 圆 管 压 杆 及 一部 分 方 管 压 杆 失 稳 时 具 有 脆 性 破 坏 特 征 。 对 这 些 构 件 ， 可 靠 指

33、 标 按 表 1-3应 取3.7。 疲 劳 破 坏 也 具 有 脆 性 特 征 ， 但 我 国 现 行 设 计 规 范 对 疲 劳 计 算 仍 然 采 用 容许 应 力 法 。 钢 结 构 连 接 的 承 载 能 力 极 限 状 态 经 常 是 强 度 破 坏 而 不 是 屈 服 ， 可 靠指 标 应 比 构 件 为 高 ， 一 般 推 荐 用 4.5。破 坏 类 型 安 全 等 级一 级 二 级 三 级延 性 破 坏 3.7 3.2 2.7脆 性 破 坏 4.2 3.7 3.2 目 标 可 靠 指 标 表 1-2 1.4 钢 结 构 的 极 限 状 态 和 概 率 极 限 状 态 法1.4.

34、4 设 计 表 达 式式 中 SGK和 SQK按 规 范 规 定 的 标 准 值 算 得 的 永 久 荷 载 的 效 应 和 可 变 荷 载 的 效 应 ； G和 Q永 久 荷 载 和 可 变 荷 载 的 效 应 分 项 系 数 ； R构 件 抗 力 分 项 系 数 ； 0结 构 重 要 性 系 数 ， 应 按 下 列 规 定 采 用 ： 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 于

35、 设 计 使 用 年 限 为 25年 的 结 构 构 件 ， 不 应 小 于 0.95； 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；QKQGKGRK SSRR 00 1.5 钢 结 构 的 发 展1. 发 展 低 合 金 高 强 度 钢 材 和 型 钢 品 种 利 用 高 强 度 钢 材 ， 可 以 用 较 少 材 料 做 成 功 效 较高 的 结 构 ， 对 跨 度 和 荷 载 大 以 及 高 耸 的 结 构 极 为 有利 。 我 国 钢 结 构 规 范 推 荐 的 钢 材 有 Q235钢 、 Q345钢、 Q390钢

36、 、 Q420钢 。 近 年 开 发 的 更 合 理 的 型 钢 截 面 有 H型 钢 和 T型 钢， 可 直 接 用 作 梁 、 柱 或 屋 架 杆 件 ， 使 制 造 简 便 ， 工期 缩 短 ， 已 列 入 我 国 钢 结 构 构 件 设 计 规 范 。 压 型 钢 板 也 是 一 种 新 材 料 ， 在 组 合 楼 板 中 可 兼作 施 工 模 板 使 用 ， 大 大 缩 短 施 工 周 期 。 1.5 钢 结 构 的 发 展 2021-5-20 57 2. 结 构 和 构 件 设 计 计 算 方 法 的 深 入 研 究 现 行 钢 结 构 规 范 （ GB50017） 采 用 以 概

37、 率理 论 为 基 础 的 极 限 状 态 设 计 方 法 ， 用 考 虑 分 布类 型 的 二 阶 矩 概 率 法 计 算 结 构 可 靠 度 ， 并 以 分项 系 数 的 设 计 表 达 式 进 行 计 算 。 该 方 法 的 进 步之 处 在 于 不 是 用 经 验 的 安 全 系 数 ， 而 是 用 根 据各 种 不 定 性 分 析 所 得 的 失 效 概 率 去 度 量 结 构 可靠 性 ， 并 使 所 计 算 的 结 构 构 件 的 可 靠 度 达 到 预期 的 一 致 性 和 可 比 性 。 但 它 仍 为 近 似 概 率 设 计法 ， 尚 需 继 续 深 入 研 究 。 1.5

38、 钢 结 构 的 发 展3.结 构 形 式 的 革 新 新 技 术 、 新 结 构 的 应 用 ， 在 减 轻 结 构 自 重 、 节约 钢 材 方 面 有 很 大 作 用 ， 为 大 跨 度 结 构 、 高 层 、 超高 层 结 构 的 发 展 奠 定 了 基 础 。 如 平 板 网 架 结 构 、 网壳 结 构 、 薄 壁 型 钢 结 构 、 悬 索 结 构 、 预 应 力 钢 结 构及 钢 与 混 凝 土 组 合 构 件 等 的 研 究 和 应 用 。 4. 结 构 优 化 设 计 结 构 的 优 化 设 计 是 以 质 量 最 轻 和 造 价 最 低 为目 标 的 ， 包 括 确 定 最 优 结 构 方 案 和 最 优 截 面 尺 寸 。