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      钢结构设计计算概述

      发表时间:2020-12-18 16:51:58  
      钢结构计算的目的在于保证所设计的钢结构和钢结构构件在施工和工作过程中均能满足预期的安全性和使用性要求。因此,钢结构设计准则应当这样来陈述:钢结构由各种荷载所产生的效应(内力和变形)不大于钢结构(包括连接)由材料性能和几何因素等所决定的抗力或规定限值。假如影响钢结构功能的各种因素,如荷载大小、材料强度的高低、截面尺す、计算模式、施工质量等都是确定性的,则按上述准则进行钢结构计算,应该说是非常容易的。但是,现实中上述影响钢结构功能的诸因素都具有不确定性,是随机变量(或随机过程)因此,荷载效应可能大于设计抗力,而只能对其作出一定的概率保证。在设计中如何对待上述问题就出现了不同的设计方法。

      如果将影响钢结构设计的诸因素取为定值,而用一个凭经验判定的全系数来考虑设计请因素变异的影响,衡量钢结构的安全度,这种方法称为定值法,包括容许应力法和荷法。钢结构采用容许应力法,

      其设计式为:

      o≤[] (1.1)

      式中一由标准荷载(荷载规范所规定的荷載值)与构件截面公称尺寸(设计尺寸)所计算的应力

      []一容许应力,[]=/K

      f材料的标准强度,对钢材为屈服点

      K一大于1的安全系数,用以考虑各种不确定性,凭工程经验取值。

      容许应力法计算简单,但不能定量度量钢结构的可靠度,更不能使各类钢结构的安全度达到同一水准。一些设计人员往往从定值概念出发,将钢结构的安全度与安全系数等同起来。常常误认为采用了某一给定的安全系数,钢结构就能可靠,或认为安全系数大钢结构安全度就高,没有与抗力及作用力的变异性联系起来。例如砖石钢结构的安全系数最大,但不能说明砖石钢结构比其他钢结构更安全所以定值法对钢结构可靠度的研究是处于以经验为基础的定性分析阶段。

      随着工程技术的发展,建筑钢结构的设计方法也开始由长期采用的定值法转向概率设计法。在概率设计法的研究进程中,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。根据经验确定分项安全系数,仍然没有将钢结构可靠度与概率联系起来,故称为半概率法1957年前采用的前苏联的钢结构设计规范(HT121-55)和我国1974年修订的《钢结构设计规范(T17-74)中的设计方法都是半概率法

      材料强度和荷载的概率取值用下列公式计算

      f (1.2)

      po+ aoda (1.3)

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