钢结构ppt课件-第一章

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,钢,结,构,钢 结 构,1,前言,我国是最早应用钢结构的国家，但是历史的原因致使现代建筑钢结构的应用及发展与发达国家相比，已有相当大的差距，最大的差距在于建筑钢结构。,96年我国钢产量已开始超亿吨，居世界首位，为钢结构发展奠定物质基础，对钢材的使用已由“节约使用”变为“合理用钢”、“加大建筑用钢”。 97年新发布的中国建筑技术政策中强调要重点发展建筑钢结构，国家相关部门也多次发布文件，要求扩大钢结构住宅的市场占有率。,前言我国是最早应用钢结构的国家，但是历史的原因致使现代建筑钢,2,当今我国建筑业中发展最快的就是钢结构，最缺的人才也是钢结构专业，发展钢结构以带动其它相关产业的发展，已成为建筑业发展的重要任务。随着高层建筑钢结构、大跨度钢结构、轻型钢结构及大型钢结构构筑物的发展和应用日渐广泛，钢结构的应用必然有较大发展趋势。无论是在校学生还是工程技术人员对钢结构的学习兴趣日渐浓厚，从而日益显示出本课程学习的重要性和积极性。,当今我国建筑业中发展最快的就是钢结构，最缺的人才也是钢结构,3,课程性质和目的,钢结构为土木工程专业学生的专业主干课，是为培养学习者在钢结构方面的基本理论知识和设计应用能力而设置的一门课程。,课程的目的是使学生通过本课程的学习，,了解钢结构的特点和计算方法，深刻理解钢材的基本性能，,能较全面地掌握钢结构材料、构件和连接的基础知识，,掌握轴心受力构件、受弯构件、压弯构件以及钢结构连接的计算方法,；同时在掌握钢结构设计的基本原理基础上，,熟悉钢结构基本结构体系以及构造特点等，为实际工程设计服务。,课程性质和目的钢结构为土木工程专业学生的专业主干课，是为,4,前续课程,钢结构专业知识是建立在材料力学、结构力学等理论的基础上，故其前续课程主要为：,建筑材料、,钢筋混凝土结构设计、,单层工业厂房、材料力学、结构力,学等课程。此外，还要求学生具有画法几何,与工程制图、房屋建筑学等方面的知识，以便,于学习者对各种结构表达方法和构造形式的认,识。,前续课程 钢结构专业知识是建立在材料力学、,5,教学要求,1,、,了解钢结构的特点、历史现状及,应用,发展,前景；,2,、,掌握钢结构材料的工作性能；,3,、,掌握钢结构基本构件及连接的性能、受力,分析与设计计算,方法,；,4,、,掌握单层厂房屋盖结构的设计,；,5、,了解钢结构体系的组成原理和典型结构形,式的设计要点,。,6、了解钢桥梁结构的组成形式。,教学要求1、了解钢结构的特点、历史现状及应用发展,6,钢结构课程的学习方法,根据教学大纲要求，课程只讲钢结构的基本构件、基本原理部分；,本课程的特点：由于学生对钢结构的感性认识少，钢结构构造复杂，理论性强（特别是稳定理论），所以学习中要注意联系自己的实际工作、生活中常见的应用情况，加深理解；,学习中要从机理理解一些理论问题，做到举一反三；,多做习题与思考题，避免眼高手低。,钢结构课程的学习方法根据教学大纲要求，课程只讲钢结构的基本构,7,钢结构,第一章,绪论,第二章 钢结构材料,的选用,第三章 钢结构的连接,第四章,受弯构件,第五章,轴心受力,构件,第六章 拉弯,、,压弯构件,第七章,单层厂房钢屋盖结构,第八章,轻型门式刚架结构,第,九,章,钢结构施工与施工图识图,钢结构第一章 绪论,8,第一章,绪论,第一节 钢结构的特点,和应用,第,二,节 钢结构的,组成和结构类,第,三,节 钢结构的,现状与,发展,第,四,节,钢结构,课程的任务、内容及学习方法,第,五,节 钢结构的设计,原理与,方法,第,六,节 钢结构的,强度设计值,第一章 绪论第一节 钢结构的特点和应用,9,第一节 钢结构的特点,和应用,钢：铁和碳的混合物，还有少量其他金属用来改性，如铝、硅等。,钢结构,是由钢板、热轧型钢和冷加工成型的薄壁型钢,和钢管等构件经,焊接,、,铆接,或,螺栓连接,组合而成的结构以及以钢索为主材建造的工程结构。,与其他材料的结构相比具有以下,优点,：,（1）,钢材强度高，韧性、塑性好,适用于建大跨、高耸、高层、荷载大的、反复荷载作用的结构；,（2）,质量轻，强重比大,，可降低基础造价，方便施工吊装，对抗震有利大跨、抗震结构；对可变荷载敏感；,（3）,材质均匀，符合力学假定，计算结果比较可靠，安全可靠度高,重要结构、对抗震要求较高的结构；,第一节 钢结构的特点和应用 钢：铁和碳的混合,10,（4）,制造简单，工厂化生产，工业化程度高，施工速度快，施工周期短,加固、改建、可拆卸结构；,（5）,钢结构密闭性好,连接的水密性和气密性好，高压容器、油库、气罐、管道等；,（,6,）,具有一定的耐热性。,（,7,）,钢材为可持续发展的材料,材料可做到100%回收，真正做到绿色无污染,。,（4）制造简单，工厂化生产，工业化程度高，施工速度快，施工周,11,钢结构的,缺点,有：,（1）,钢材耐热但不耐火,150摄氏度时强度无变化，600摄氏度时强度约为0；规范规定钢材表面温度超过150后要加隔热防护措施；钢结构的防火应根据规范要求进行设计（防火涂料、外包防火材料）；,（2）,钢材易锈蚀，耐腐蚀性能差，维护费用高,必须采取防锈措施（除锈后涂油漆或金属镀层等），不留死角，设计文件要注明所要求的钢材除锈等级和用的涂料及厚度；,（3）,钢结构在低温和其他条件下，可能发生脆性断裂。,（4）,钢材价格相对较贵,高层建筑的上部结构造价：钢10%，混凝土2%，差价占总投资的少，但优势多（工期短、有效使用面积多、基础造价低、抗震好等）。,钢结构的缺点有：,12,钢结构的应用,1、大跨度结构,上海体育馆,又称为万人体育馆，坐落在漕溪北路。1976年建，占地10.6公顷。体育馆的主体是圆形的比赛馆，直径110米，高33米，顶盖采用,马鞍型环形大悬挑钢管网架结构,，,用9000多根无缝钢管和938只钢球拼焊而成，,重达660吨，比赛馆的面积为31，000平方米，大厅有座位18000余个。设备新颖，有活动看吧，折迭式的篮球架，程序控制的调节设备，空气调节设备，光电控制系统控制的计时记分牌等，各种国际比赛经常在这里举行。,钢结构的应用1、大跨度结构 上海体,13,国家体育场坐落在奥林匹克公园中央区平缓的坡地上，场馆设计如同一个的容器，高地起伏变化的外观缓和了建筑的体量感，并赋予了戏剧性和具有震撼力的形体，国家体育场的形象完美纯净，外观即为建筑的结构，立面与结构达到了完美的统一。,结构的组件相互支撑，形成了网络状的构架，它就象树枝编织的鸟巢。,体育场的空间效果即具有前所未有的独创性，却又简洁而典雅，它为2008年奥运会树立了一座独特的历史性的标志性建筑，国家体育场“鸟巢”近观效果。,国家体育场,建筑体形上像鸟巢。可容纳10万人。平面为椭圆形,长轴340m，短轴292m。,屋盖中间有一个146m,76m的开口，这部分,设计成开合屋盖。采用加肋薄壁箱形截面,。,由瑞士赫尔佐格-德梅隆建筑事务所与中国建筑设计研究院联合提出的方案。,国家体育场坐落在奥林匹克公园中央区,14,屋顶结构采用,钢桁架悬挑结构,。屋盖主体结构是两向不规则斜交的平面网架结构。网架外形呈微弯形双曲抛物面，周边支承在不等高的24根立体桁架柱上，每榀桁架与约为140X70m长椭圆内环相切或接近相切。,这是目前在设计、施工的世界上最大跨度的网架结构。,屋顶结构采用钢桁架悬挑结构 。屋盖主体结构是两向不规则斜交的,15,实景效果图,实景效果图,16,国家体育场“鸟巢”方案的编织状钢结构造型十分独特，却相应地极大提高了施工难度和造价。一项名为“,奥运场馆结构选型及优化设计关键技术,”的课题，通过大幅减轻建筑钢结构自身重量的方法为“鸟巢”结构“瘦身减负”。,该课题针对国家体育场“鸟巢”结构的初步优化设计认证目前已完成，将为“鸟巢”破土动工之后的建筑施工方案提供可行性参照。 “鸟巢”初始方案的用钢量估计在,13.6万吨,左右，将直接造成,造价高、施工难度大,等不良后果。因此，降低“鸟巢”的结构自重势在必行。 进行结构优化设计，必须要尊重建筑师的原创思想。,据介绍，在“瘦身减负”过程中，专家们将在保持建筑外形和构件外廓尺寸的前提下，通过根据实际情况优化结构构件的截面厚度，采取局部构造性增强等措施，为场馆进行整体的科学“瘦身”，以达到减轻结构自重的目的。经过优化，“,鸟巢”结构自重可降低至5.3万吨左右，减重8.3万吨，降幅达60%，将大大降低建筑成本。,“鸟巢”结构优化前后的对比显示，“瘦身”后的场馆各项性能指标均得到提高。如优化后的场馆的负重变形大大减小，其稳定性和稳健性增强了，可抗8度地震。,国家体育场“鸟巢”方案的编织状钢结构造型十分独特，却相应地极,17,在奥林匹克公园内与国家体育场（“鸟巢”）紧邻的国家游泳中心，有着一个迷人的名字,“水的立方”,。“方”的形状，与“鸟巢”的圆形对应，构成了中国传统文化“天圆地方”的理想境界。同时，蓝色的建筑材料“膜”，又将“水的立方”晶莹剔透的形象巧妙表现出来。,在奥林匹克公园内与国家体育场（“鸟巢”）紧邻的国家游,18,国家游泳中心-水的立方,国家游泳中心-水的立方,19,位于北京人民大会堂西侧，西长安街以南，总占地面积近12公顷，总建筑面积近15万平方米，总投资26.88亿元。,该工程外部围护结构为,钢结构网壳,，是半椭圆球形，东西长轴212.2m，南北短轴143.64m，总高度46.285。内设歌剧院（2416席）、音乐厅（2017席）及戏剧院（1040席）及公共大厅等。屋面采用钛金属板，整个网壳外环绕人工湖（35500m2）,各种通道及入口均设在水下,。,设计为法国巴黎机场公司,安德鲁,建筑师，北京市建筑设计研究院参与主体设计,，整体结构用钢量达6750t，195kg/m。,国家大剧院,位于北京人民大会堂西侧，西长安街以南，总占地面,20,钢结构ppt课件-第一章,21,钢结构ppt课件-第一章,22,2、工业厂房,2、工业厂房,23,3、受动力荷载影响的结构,3、受动力荷载影响的结构,24,4、多层和高层建筑,上海,金茂大厦,是由中国上海对外贸易中心股份有限公司独家投资5.6亿美元建设的一座,88层的超高层大厦,，,矗立于上海浦东核心地区。,建筑高度365米，建筑面积28.9万平方米，于1998年8月28日竣工。 总用钢量14000t，,钢筋混凝土核心筒，外框钢骨混凝土及钢柱,。设计者为,建筑界享负盛名的,美国S.O.M,建筑设计,事务所。,该公司设计的大厦遍布世界各大城市，SOM凭着高度的技术及丰富的国际经验，将金茂大厦设计成为一幢智能式办公大楼，大厦内设施齐备，包括最先进的电讯设施、能容纳各项资讯科技设施的实用间隔、达至顶级水平的会议设施及一个多功能的会议厅。,4、多层和高层建筑,25,钢结构ppt课件-第一章,26,上海环球金融中心,由日本森大厦株式会社的全额子公司森海外株式会社及日本具有代表性的银行、保险公司、商社等36家企业，偕同政府系统机构日本海外经济协力基金(OECF)联合投资的上海环球金融中心，总投资逾750亿日元。位于陆家嘴金融贸易区，建筑总面积335,420平方米，,地下3层，地上94层。,建成后的高度达460米 。总用钢量26000t，钢筋混凝土核心筒，外框钢骨混凝土及钢柱，目前正在施工基础。,上海环球金融中心,27,央视新台址,建设工程位于北京朝阳区东三环中路、北京商务中心区的核心地段，占地面积18.7万平方米，总建筑面积55万平方米, 230m。央视新台址建设工程总投资约50亿元人民币，2003年10月开工建设，2008年正式运行,。,央视新台址建设工程位于北京朝阳区东三环中路、北,28,5、,高耸,结构,高耸结构包括塔架和桅杆结构，如,电视塔、微波塔、通讯塔等,。,东方明珠广播电视塔,座落在上海浦东新区黄浦江畔，以其,468米,的高度成为亚洲第一高塔。它于1991年3月开始建造，1994年11 月完工，总重量达12万吨，总投资8.3亿元人民币。东方明珠塔由三根直径为九米的擎天立柱、太空舱、上球体、下球体、五个小球、塔座和广场组成。,5、高耸结构 东方明珠广播电视塔座落在上海浦东新区黄浦,29,东京千年塔,巴黎的埃菲尔铁塔,信号塔,东京千年塔巴黎的埃菲尔铁塔信号塔,30,6、可拆卸或移动的结构,海上采油平台,6、可拆卸或移动的结构海上采油平台,31,7、活动式结构,三峡工程的永久船闸,7、活动式结构三峡工程的永久船闸,32,8、,容器和其他构筑物,大连西太平洋石化有限公司,1500立方米的钢球罐,8、容器和其他构筑物大连西太平洋石化有限公司,33,9、轻型钢结构,轻型钢结构,9、轻型钢结构轻型钢结构,34,10、钢和混凝土的组合结构,10、钢和混凝土的组合结构,35,11、特种结构,中华世纪坛,坐落在北京西长安街延长线上，占地4.5公顷，总建筑面积3.5万平方米，由主体结构、青铜甬道、圣火广场、过街桥、世纪大厅、艺术大厅等组成。中华世纪坛是为了迎接21世纪新千年而兴建的。现主要作为中华世纪坛世界艺术馆使用，是中国第一家以世界艺术为收藏、展示、研究对象的公益性国家文化事业机构。,11、特种结构 中华世纪坛坐落在北京西长安街延长线上，占,36,12、钢桥,芜湖长江大桥,该桥是一座公铁两用桥，铁路桥全长10521m，公路桥全长5681m，正桥钢梁长2193.7m，大桥采用了连续钢桁梁结构，考虑到主跨达到180+312+180m，在桥上的低塔和钢桁梁之间设置了斜拉索参与受力，因此，芜湖长江大桥也叫做,连续钢桁梁斜拉桥,。,12、钢桥 芜湖长江大桥 该桥是一座公铁两用桥，铁路桥全,37,2003年建成通车，采用全钢结构，是世界上跨度最大的,钢结构拱桥,。施工过程中采用全钢结构焊接，使桥身显得简洁、轻盈、流畅，就像一道彩虹横跨于黄浦江上。,上海卢浦大桥,2003年建成通车，采用全钢结构，是世界上跨度最大的钢,38,苏格兰福斯大桥,苏格兰福斯大桥,39,13、住宅,13、住宅,40,第,二,节 钢结构,建筑的现状与发展,钢(steel)是,铁碳合金,，人类采用钢结构的历史和炼铁、炼,钢技术的发展是密不可分的。,早在公元前2000年左右，在人类古代文明的发祥地之一的,美索不达米亚平原（位于现代伊拉克境内的幼发拉底河和底格里斯河之间）就出现了早期的炼铁术 。,早在战国时期，我国的炼铁技术已很盛行。,我国是最早用钢铁建造承重结构的国家,1.铁桥墩,2.铁链桥,（,如公元36世纪四川泸定大渡河的泸定桥,）,3.铁塔,（,如建于1061年的湖北当阳玉泉寺的13层铁塔,）,古代,第二节 钢结构建筑的现状与发展钢(steel)是铁碳合金，,41,公元65年，汉明帝时代建造了铁链悬桥云南“兰津桥”,1705年建成的四川泸定大渡河桥，桥宽2.8m，跨长100m，由9根桥面铁链和4根桥栏铁链构成，两端系于直径20cm、长4m的生铁铸成的锚桩上。,公元1061年（宋代）在湖北荆州玉泉寺建成的13层铁塔,公元65年，汉明帝时代建造了铁链悬桥云南“兰津桥”170,42,近代,十九世纪五十年代前为,铸铁结构,，这是钢结构的前身结构。,1851年英国伦敦第一届世博会的,水晶宫,是铸铁结构的典型建筑(9万平米,6个月，用4500吨铸铁、10吨玻璃建成，1936年火毁)。,它是英国工业革命时期的最具有代表性的建筑。,近代十九世纪五十年代前为铸铁结构，这是钢结构的前身结构。,43,1870年,生产型钢，标志着人类社会开始由,铸铁结构转为钢结构。,1889年,为纪念法国大革命100周年建造的,艾菲尔铁塔,。,于1887年11月26日动工1889年3月31日竣工，历时21个月，铁塔占地12.5公顷，高320.7米,重7000吨,由18038个优质钢铁部件和 250 万个铆钉铆接而成，建筑设计中最著名的是防范强风吹袭的对称钢结构设计。,以艾菲尔铁塔为标志，钢结构应用有,110多年,的历史。,1870年生产型钢，标志着人类社会开始由铸铁结构转为钢结构,44,第一座依照现代钢结构框架结构设计原理建造起来的高层建筑是,芝加哥家庭保险公司大厦,（1883-1885）共十层。这是真正意义上世界上建造的第一座钢结构大厦。,芝加哥是美国摩天大楼的发源地,，从此人们建造的房屋越来越高，结构和功能都同传统建筑相比发生了非常大的改变。,芝加哥家庭保险公司大厦,第一座依照现代钢结构框架结构设计原理建造起来的高层建,45,中国钢结构发展的阶段：,解放前,钢产量几乎为零,50年代, 为初盛时期（156项援建工程大部分为重型钢结构）,。,60-70年代,为限制,使用,时期,，,当时中国钢产量仅12千万吨，主要用于,国防,、,机械业。当时国家政策建筑业中 “凡是可用其它材料代替的，均不用钢结构建造”。由于受到钢产量的制约，钢结构仅在重型厂房、大跨度公共建筑、铁路桥梁以及塔桅结构中采用。,二十世纪钢筋混凝土结构成为中国主导结构。,80-90年代后, 出现了新的发展时期,（,钢产量自1996年起连续多年超亿吨),国家,鼓励建筑用钢,。,2003年,中国钢铁行业产量、消费量均占世界第一。,历史上钢产过亿吨国家仅有前苏联、美国和日本，过2亿吨由中国开创。,中国钢结构发展的阶段：,46,政策方面,1956年 国家颁发,1956年设计技术组织措施计划纲要,强调最大限度采用标准设计，尽量节约钢材。,1987年 国家颁发,在建筑结构设计中合理使用钢材的若干规定,规定“通过合理选择结构类型以节约钢材，降低造价”。,1985年1995年间 我国钢产量达到,5，0008，000万吨/年,已具备逐步发展建筑钢结构的条件，但技术政策尚未调整。,政策方面,47,1996年我国预期钢产量将达到或超过,1亿吨/年，,建设部编制了,19962020年建筑技术发展政策,提出了“合理使用钢材，发展钢结构、开发钢结构制造与安装施工新技术”。,1998年建设部编颁发,建筑业推广应用10项新技术,其中第八项为“钢结构技术”。,1999年成立了,“建筑用钢技术协调组”,，并成立了相应的,“钢结构专家组”,与,“钢筋混凝土专家组”。,1999年后 “建筑用钢技术协调组”制定了有关钢结构工程技术政策：,钢结构住宅建筑产业化技术导则,及,国家建筑钢结构产业“十五”计划和2015年发展规划纲要，,明确了今后建筑钢结构的发展重点。,1996年我国预期钢产量将达到或超过1亿吨/年，建设部编制了,48,概率极限状态设计,法原理,除,疲劳,计算外，钢结构设计规范采用以,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。,1、 结构的极限状态,定义：当整个结构或结构的一部分超过某一特定状态就,不能满足设计规定的某一功能要求时，此特定状态为该功,能的极限状态。,分类：承载能力极限状态和正常使用极限状态。,第,五,节 钢结构,建筑的现状与发展,概率极限状态设计法原理第五节 钢结构建筑的现状与发展,49,承载能力极限状态：,对应于结构或构件达到最大承载能,力或出现不适于继续承载的变形。,整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡（如倾覆等）；,结构构件或连接因超过材料强度而破坏（包括疲劳破坏），或因过度变形而不适于继续承载；,结构转变为机动体系；,结构或结构构件丧失稳定（如压屈等）；,地基丧失承载能力而破坏（如失稳等）。,正常使用极限状态：,对应于结构或结构构件达到正常使用或耐久性能的某项规定限值。,影响正常使用或外观的变形；,影响正常使用或耐久性能的局部损坏（包括裂缝）；,影响正常使用的振动；,影响正常使用的其它特定状态。,承载能力极限状态： 对应于结构或构件达到最大承载能,50,2、功能函数,结构的工作性能可用结构的,功能函数Z,来描述，设计结构时可取,荷载效应,S,和,结构抗力,R,两个基本随机变量来表达结构的功能函数，即,Z,=,g,（,R,，,S,）,R,S,显然，,Z,是随机变量，有以下三种情况：,Z,0 结构处于可靠状态；,Z,0 结构达到极限状态；,Z,0 结构处于失效状态。,可见，,结构的极限状态是结构由可靠转变为失效的临界状态。,由于,R,和,S,受到许多随机性因素影响而具有不确定性，,Z,0不是必然性的事件。因此科学的设计方法是以概率为基础来度量结构的可靠性。,2、功能函数,51,3、可靠度,按照概率极限状态设计法，,结构的可靠度定义,为结构在规定的时间内，规定的条件下，完成预定功能的概率。“完成预定功能”指对某项规定功能而言结构不失效。结构在规定的设计使用年限内应满足的功能有：,(1) 在正常施工和正常使用时，能承受可能出现的各种作用；,(2) 在正常使用时具有良好的工作性能；,(3) 在正常维护下具有足够的耐久性；,(4) 在设计规定的偶然事件发生时及发生后，仍能保持必需的整体稳定性。,3、可靠度,52,规定的,设计使用年限,（,设计基准期,）是指设计规定的结,构或结构构件不需进行大修即可按其预定目使用的年限。,大陆规范规定建筑结构的,设计基准期为50年,。,若以,P,s,表示结构的可靠度，则有,P,s,=,P,（,Z,0）,记,P,f,为结构的失效概率，则有,P,f,=,P,（,Z,0）,显然,P,s,= 1,P,f,因此结构可靠度的计算可转换为,失效概率,的计算。可靠的结构设计指的是使失效概率小到可以接受程度的设计，绝对可靠的结构（失效概率等于零）是不存在的。,规定的设计使用年限（设计基准期）是指设计规定的结,53,Z的分布难求，实际计算困难。,20世纪60年代末，美国学者康奈尔(Cornell,C.A)提出一次二阶矩的设计,方法，使概率设计法进入实用阶段。,如果Z的分布是正态分布，则,令,称作可靠指标,Z的分布难求，实际计算困难。如果Z的分布是正态分布，则令称作,54,可靠指标,为了使结构达到安全可靠与经济上的最佳平衡，必须选择一个结构的最优失效概率或目标可靠指标。可采用“,校准法,”求得,即通过对原有规范作反演分析，找出隐含在现有工程中相应的可靠指标值，经过综合分析，确定设计规范采用的目标可靠指标值。建筑结构可靠度设计统一标准中明确规定各结构构件的可靠指标。,钢结构的各种构件，其可靠指标在3.2左右，属延性破坏，安全等级为二级。,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。,延性破坏，可靠指标低，脆性破坏，可靠指标高,。,可靠指标,55,二阶矩的设计表达式：,由 可得：,由于统计参数不够完善，此计算式子跟以前用的计算方,法相差甚远，不易接受，故对其等效地转化为分项系数,表达式：,二阶矩的设计表达式：,56,4、 极限状态设计表达式,除疲劳计算外，钢结构设计规范采用以,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,结构荷载术语,（1）,对于承载能力极限状态，结构构件应采用荷载效应的基本,组合和偶然组合进行设计,。,基本组合（,永久荷载和可变荷载的组合）：,按下列极限状态设计表达式中最不利值确定,由,可变荷载,效应控制的组合：,由,永久荷载,效应控制的组合：,4、 极限状态设计表达式,57,0,结构重要性系数,，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；,G,永久荷载分项系数,，应按下列规定采用：当永久荷载效应对结构构件的承载能力不利时，对由可变荷载效应控制的组合应取1.2，对由永久荷载效应控制的组合应取1.35；当永久荷载效应对结构构件的承载能力有利时，一般情况下取1.0，验算倾覆、滑移或漂浮时取0.9；,Q1,Qi,第1个和第,i,个可变荷载分项系数,，应按下列规定采用：当可变荷载效应对结构构件的承载能力不利时，在一般情况下应取1.4，对标准值大于4.0kN/m,2,的工业房屋楼面结构的活荷载取1.3；当可变荷载效应对结构构件的承载能力有利时，应取为0；,0结构重要性系数，按下列规定采用：对安全等级为一级或设,58,S,永久荷载标准值的效应；,S,Q1k,在基本组合中起控制作用的第,1,个可变荷载标准值的效应；,S,Qik,第,i,个可变荷载标准值的效应；,ci,第,i,个可变荷载的组合值系数，其值不应大于,1,；,R,结构构件的抗力设计值，,R,=,R,k,/,R,，,R,k,为结构构件抗力标准值，,R,为抗力分项系数，对于Q235钢，,R,=1.087；对于Q345、Q390和Q420钢，,R,=1.111。,S永久荷载标准值的效应；,59,对于一般,排架、框架结构,，可以采用简化设计表达式：,由,可变荷载,效应控制的组合：,简化设计表达式中采用的荷载组合系数，一般情况下可取,=0.9，当只有一个可变荷载时，取,=1.0。,由,永久荷载,效应控制的组合仍按式,计算。,永久荷载起控制作用的情况：第一个可变荷载的组合值系数为1的楼盖（仪器车间仓库、金工车间、轮胎厂准备车间等）或屋盖（高炉附近的屋面积灰），有大型混凝土屋面板的重型屋盖等。,对于一般排架、框架结构，可以采用简化设计表达式：,60,偶然组合（永久荷载、可变荷载和一个偶然作用的组合）：,对于偶然组合，极限状态设计表达式宜按下列原则确定：偶然作用的代表值,不乘以分项系数,；与偶然作用同时出现的可变荷载，应根据观测资料和工作经验采用适当的代表值。,(2) 对于正常使用极限状态，结构构件根据不同设计目的，分别选用荷载效应的,标准组合（采用标准值或组合值为荷载代表值的组合）,、频遇组合和准永久组合进行设计，使变形、裂缝等荷载效应的设计值符合下式的要求：,S,d,C,S,d,变形、裂缝等荷载效应的设计值；,C,设计对变形、裂缝等规定的相应限值。,钢结构的正常使用极限状态只涉及变形验算，仅需考虑荷载的标准组合：,偶然组合（永久荷载、可变荷载和一个偶然作用的组合）：,61,荷载分类,1,永久荷载permanent load在结构使用期间，其值不随时间变化，或其变化与平均值相,比可以忽略不计，或其变化是单调的并能趋于限值的荷载。,如结构自重、土压力、预应力等。注:自重是指材料自身重量,产生的荷载(重力)。,2,可变荷载variable load,在结构使用期间，其值随时间变化，且其变化与平均值相比,不可以忽略不计的荷载。例如楼面活荷载、屋面活荷载和积灰,荷载、吊车荷载、风荷载、雪荷载等。,3,偶然荷载accidental load在结构使用期间不一定出现，一旦出现，其值很大且持续时,间很短的荷载。例如爆炸力、撞击力等。,荷载分类1 永久荷载permanent load在结构使用,62,荷载代表值,4,荷载代表值representative values of a load,设计中用以验算极限状态所采用的荷载量值，例如标准值、,组合值、频遇值和准永久值。,建筑结构设计时，对不同荷载应采用不同的代表值。对永久荷,载应采用标准值作为代表值。对可变荷载应根据设计要求采用标,准值、组合值、频遇值或准永久值作为代表值；对偶然荷载应按,建筑结构使用的特点确定其代表值。,5,标准值characteristic value/nominal value荷载的基本代表值，为设计基准期内最大荷载统计分布的特,征值(例如均值、众值、中值或某个分位值)。,荷载代表值4荷载代表值representative valu,63,6,组合值combination value对可变荷载，使组合后的荷载效应在设计基准期内的,超越概率，能与该荷载单独出现时的相应概率趋于一致,的荷载值；或使组合后的结构具有统一规定的可靠指标,的荷载值。,7,频遇值frequent value对可变荷载，在设计基准期内，其超越的总时间为规,定的较小比率或超越频率为规定频率的荷载值。,8,准永久值quasi-permanent value,对可变荷载，在设计基准期内，其超越的总时间约为设,计基准期一半的荷载值。,9,荷载设计值design value of a load荷载代表值与荷载分项系数的乘积。,6 组合值combination value对可变荷载，使,64,荷载组合,1,荷载组合load combination按极限状态设计时，为保证结构的可靠性而对同时出现的各种荷载设计值的规定。,2,基本组合fundamental combination承载能力极限状态计算时，永久作用和可变作用的组合。,3,偶然组合accidental combination承载能力极限状态计算时，永久作用、可变作用和一个偶然作用的组合。,4,标准组合characteristic/nominal combination正常使用极限状态计算时，采用标准值或组合值为荷载代表值的组合。,5,频遇组合frequent combinations正常使用极限状态计算时，对可变荷载采用频遇值或准永久值为荷载代表值的组合。,6,准永久组合quasi-permanent combinations正常使用极限状态计算时，对可变荷载采用准永久值为荷载代表值的组合。,荷载组合1荷载组合load combination按极限状,65,