钢结构的设计原理与方法
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钢结构的设计原理与方法
• 结构设计首层规范《建筑结构可靠度设计统
一标准》（GB50068）规定：结构的可靠 度应采用以概率论为基础的极限状态设计方 法分析确定。
• 钢结构和其他建筑结构一样，遵循“统一标
准”要求，采用的也是以概率论为基础，用 分项系数表达的极限状态设计方法。
结构概率设计法
• 对结构设计中需要考虑的多种非确定性因素，如
荷载、材料性能等，运用概率论和数理统计的方 法来寻找它们的规律性，从而进行结构设计，这 就是结构概率设计法。
• 荷载效应S：取决于各种荷载（恒载、活载、风、
地震作用，温度变化等）。
• 结构或构件的承载力或抗力R：取决于材料、构
件的几何特性等。
结构概率设计法
• 设结构状态方程：Z=R-S • 当 Z>0 时，结构可靠； • 当 Z<0 时，结构失效； • 当 Z=0 时，结构或构件承载能力处于极
久性能）的某项规定限值的极限状态。其表示式为：
• ——永久荷载标准值在结构或构件中产生的变形； • ——第一个可变荷载标准值在结构或构件中产生的变形； • ——第i个可变荷载标准值在结构或构件中产生的变形； • —— 结构或构件的容许变形值。梁以容许挠度表示。
钢结构设计的规定
• 承重结构设计均按承载能力极限状态和正
常使用极限状态来进行的。
• 计算结构或构件的强度或稳定性及连接的
强度时应采用荷载的设计值；计算疲劳和 变形时，采用荷载的标准值。
承载能力极限状态
• 承载能力极限状态为结构或构件达到最大承
载能力或达到不适于继续承载的变形的极限 状态。
• 强度、稳定性设计采用的极限状态设计表达
限状态。
Байду номын сангаас
结构概率设计法
• 结构可靠度：结构在规定时间内，在规定的条件
下，完成预定功能的概率。若以 表示结构的可 靠度，则：
• 失效概率：结构处于失效状态的概率，以 表示，
则有：
• 结构是否可靠就看结构可靠度是否足够
大或其失效概率是否小到可以接受的程 度。
• 对于一个结构状态方程，其平均值 与
其标准差 的比值 ，称为结构或构件 的可靠度指标。 与 有确定的对应关系， 增大， 减小，而对于结构来说 容易确 定得多。
式：
• —— 结构重要性系数，
• --永久荷载设计值 在结构构件中或连接中产生的
应力，
为标准值， 为分项系数，一般取
1.2，当永久荷载效应对结构有利时取1.0；
• : 第i个可变荷载设计值在结构构件或连接中的应力
• : 荷载组合系数；
正常使用极限状态
• 正常使用极限状态为结构或构件达到正常使用（变形或耐
• 结构设计首层规范《建筑结构可靠度设计统
一标准》（GB50068）规定：结构的可靠 度应采用以概率论为基础的极限状态设计方 法分析确定。
• 钢结构和其他建筑结构一样，遵循“统一标
准”要求，采用的也是以概率论为基础，用 分项系数表达的极限状态设计方法。
结构概率设计法
• 对结构设计中需要考虑的多种非确定性因素，如
荷载、材料性能等，运用概率论和数理统计的方 法来寻找它们的规律性，从而进行结构设计，这 就是结构概率设计法。
• 荷载效应S：取决于各种荷载（恒载、活载、风、
地震作用，温度变化等）。
• 结构或构件的承载力或抗力R：取决于材料、构
件的几何特性等。
结构概率设计法
• 设结构状态方程：Z=R-S • 当 Z>0 时，结构可靠； • 当 Z<0 时，结构失效； • 当 Z=0 时，结构或构件承载能力处于极
久性能）的某项规定限值的极限状态。其表示式为：
• ——永久荷载标准值在结构或构件中产生的变形； • ——第一个可变荷载标准值在结构或构件中产生的变形； • ——第i个可变荷载标准值在结构或构件中产生的变形； • —— 结构或构件的容许变形值。梁以容许挠度表示。
钢结构设计的规定
• 承重结构设计均按承载能力极限状态和正
常使用极限状态来进行的。
• 计算结构或构件的强度或稳定性及连接的
强度时应采用荷载的设计值；计算疲劳和 变形时，采用荷载的标准值。
承载能力极限状态
• 承载能力极限状态为结构或构件达到最大承
载能力或达到不适于继续承载的变形的极限 状态。
• 强度、稳定性设计采用的极限状态设计表达
限状态。
Байду номын сангаас
结构概率设计法
• 结构可靠度：结构在规定时间内，在规定的条件
下，完成预定功能的概率。若以 表示结构的可 靠度，则：
• 失效概率：结构处于失效状态的概率，以 表示，
则有：
• 结构是否可靠就看结构可靠度是否足够
大或其失效概率是否小到可以接受的程 度。
• 对于一个结构状态方程，其平均值 与
其标准差 的比值 ，称为结构或构件 的可靠度指标。 与 有确定的对应关系， 增大， 减小，而对于结构来说 容易确 定得多。
式：
• —— 结构重要性系数，
• --永久荷载设计值 在结构构件中或连接中产生的
应力，
为标准值， 为分项系数，一般取
1.2，当永久荷载效应对结构有利时取1.0；
• : 第i个可变荷载设计值在结构构件或连接中的应力
• : 荷载组合系数；
正常使用极限状态
• 正常使用极限状态为结构或构件达到正常使用（变形或耐