課件-第一章 鋼結(jié)構(gòu)的材料和計(jì)算方法.ppt

1、第一章 鋼結(jié)構(gòu)的材料和計(jì)算方法,第一節(jié) 鋼材的主要性能 第二節(jié) 影響鋼材性能的主要因素 第三節(jié) 鋼材的疲勞 第四節(jié) 鋼材的鋼號(hào)及選用 第五節(jié) 軋成鋼材的規(guī)格及用途 第六節(jié) 鋼結(jié)構(gòu)的計(jì)算方法,本章重點(diǎn)介紹鋼材的主要性能以及各種因素對(duì)鋼材性能的影響；介紹鋼材的種類、規(guī)格及選用原則。,鋼材的生產(chǎn),鋼材的生產(chǎn),一、煉鐵,氧化物,生鐵,二、煉鋼,含碳量在2.06以下的鐵碳合金稱為碳素鋼。,高爐,一氧化碳、碳,煉鋼爐：轉(zhuǎn)爐、平爐和電爐,轉(zhuǎn)爐：使用高壓空氣或氧氣將碳和雜質(zhì)氧化,三、鋼材的澆注和脫氧,脫氧劑的不同：沸騰鋼、半鎮(zhèn)靜鋼、鎮(zhèn)靜鋼和特殊鎮(zhèn)靜鋼,新的冶煉技術(shù)：連續(xù)鑄造法生產(chǎn)鋼坯(連鑄法),國(guó)內(nèi)大鋼廠已很

2、少生產(chǎn)沸騰鋼,鋼材的生產(chǎn)大致可分為煉鐵、煉鋼和軋制三道工序。,鋼材的主要性能,第一節(jié) 鋼材的主要性能,建筑結(jié)構(gòu)用鋼的基本要求： (1) 較高的強(qiáng)度：結(jié)構(gòu)的承載力大，所需的截面小，結(jié)構(gòu)的自重輕； (2) 較好的彈性、塑性及韌性：塑性好，不易發(fā)生脆性破壞；韌性好，利于承受動(dòng)力荷載； (3) 良好的加工性能與耐久性：包括可焊性、冷彎性能以及耐腐性能。,鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50017-2003推薦承重結(jié)構(gòu)用鋼宜采用：碳素鋼中的Q235鋼及低合金高強(qiáng)鋼中的Q345、Q390和Q420鋼四種鋼材。,一、鋼材的破壞形式,鋼材的主要性能,1、塑性破壞 2、脆性破壞,破壞前具有較大的塑性變形，常在鋼材表面出現(xiàn)明顯

3、的相互垂直交錯(cuò)的銹跡剝落線。只有當(dāng)構(gòu)件中的應(yīng)力達(dá)到抗拉強(qiáng)度后才會(huì)發(fā)生破壞，破壞后的斷口呈纖維狀，色澤發(fā)暗。 一般發(fā)生在靜力荷載作用時(shí)。,破壞前塑性變形很小，或根本沒有塑性變形，而突然迅速斷裂。破壞后的斷口平直，呈有光澤的晶粒狀或有人字紋。 鋼材承受動(dòng)力荷載情況下，常會(huì)發(fā)生低應(yīng)力脆性破壞。脆性破壞往往是導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)破壞的主要原因之一。,二、鋼材的主要機(jī)械性能,強(qiáng)度 塑性 冷彎性能 沖擊韌性,鋼材的主要性能,單向靜力拉伸試驗(yàn)：用規(guī)定形狀和尺寸的標(biāo)準(zhǔn)件，在常溫下以規(guī)定的加載速度施加荷載，試驗(yàn)結(jié)果用應(yīng)力應(yīng)變曲線表示。,1、強(qiáng)度,比例極限,屈服點(diǎn),抗拉強(qiáng)度,鋼材的主要性能,四個(gè)階段:,鋼材一次單向拉伸時(shí)應(yīng)

4、力-應(yīng)變曲線,彈性階段(OA),屈服階段(AB),強(qiáng)化階段(BC),破壞階段(CD),（）彈性階段（OA段）,常用低碳鋼的彈性模量 E = 2.06102 Gpa。 彈性變形在卸載后可以完全恢復(fù)。,試件發(fā)生彈性變形，應(yīng)力應(yīng)變呈線性關(guān)系，直線斜率為彈性模量E = / 點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的應(yīng)力為比例極限 f p,（）屈服階段（段） 應(yīng)力超過 f p 時(shí)，應(yīng)變?cè)黾拥乃俣却笥趹?yīng)力增長(zhǎng)速度，應(yīng)力與應(yīng)變不再成比例，開始產(chǎn)生塑性變形。到達(dá)屈服點(diǎn) B 后，應(yīng)力發(fā)生很小的波動(dòng)，應(yīng)變卻急劇增長(zhǎng)，出現(xiàn)屈服臺(tái)階。,一般以比較穩(wěn)定的屈服下限對(duì)應(yīng)的應(yīng)力作為屈服極限值 f y。 常用低碳鋼的 f y為185235 MPa。 有些鋼材

5、沒有明顯的屈服臺(tái)階，一般取卸載后有 0.2% 殘余應(yīng)變所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力為名義屈服極限值0.2 。,鋼材名義屈服極限值,鋼材的主要性能,有些鋼材沒有明顯的屈服臺(tái)階，一般取卸載后有 0.2% 殘余應(yīng)變所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力為名義屈服極限值0.2 。,M,O,（3）強(qiáng)化階段（BC段）,超過屈服點(diǎn)以后，試件內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，抵抗變形能力又重新提高。C點(diǎn)對(duì)應(yīng)的應(yīng)力稱為抗拉極限強(qiáng)度 f u 。 常用低碳鋼的 f u 為 375500 MPa。,鋼材的主要性能,（4）破壞階段（CD段）,鋼材的頸縮現(xiàn)象,鋼材強(qiáng)化達(dá)到最高點(diǎn)后，在試件薄弱處的截面將顯著縮小，產(chǎn)生“ 頸縮現(xiàn)象 ”。由于試件斷面急劇縮小，塑性變形迅速增加，拉

6、力也就隨著下降，最后發(fā)生斷裂。,鋼材的主要性能,比例極限fp； 屈服點(diǎn)fy ：強(qiáng)度設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)值，設(shè)計(jì)依據(jù)； 抗拉強(qiáng)度fu：鋼材的最大承載能力，強(qiáng)度儲(chǔ)備。,鋼材受均勻壓縮或受彎也有類似受拉時(shí)的工作特性，但是其抗剪要比抗拉強(qiáng)度低很多。,鋼材的主要性能,2、塑性,鋼材產(chǎn)生塑變時(shí)而不發(fā)生脆性斷裂的能力，有助于內(nèi)力重分布，提高結(jié)構(gòu)可靠度。,伸長(zhǎng)率是試件拉斷后，標(biāo)距長(zhǎng)度的伸長(zhǎng)量L與原標(biāo)距長(zhǎng)度 L0 的比值。,鋼材拉伸時(shí)塑性變形在標(biāo)距內(nèi)的分布是不均勻的，頸縮處的伸長(zhǎng)較大。 鋼材拉伸試件取 L0 = 5d0 或 10d0，則其相應(yīng)的伸長(zhǎng)率5大于10。,鋼材的主要性能,3、冷彎性能,鋼材塑性和冷加工性能的指標(biāo)，對(duì)

7、產(chǎn)生裂紋的敏感性，是判別鋼材塑性及冶金質(zhì)量的綜合指標(biāo)。,冷彎試驗(yàn)：用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的彎頭壓彎試件到規(guī)定的角度（180或90）時(shí)，檢查彎曲處有無裂紋、斷裂及起層等現(xiàn)象。,鋼材的主要性能,沖擊韌性沖擊韌性k，鋼材在一定溫度下塑變及斷裂過程中吸收能量的能力，用于表征鋼材承受動(dòng)力荷載的能力（動(dòng)力指標(biāo)），按常溫（20o）、零溫（0o） 、負(fù)溫（-20o、-40o）區(qū)分 。 韌性是強(qiáng)度和塑性的綜合表現(xiàn)。 兩種測(cè)量方法：梅氏試驗(yàn)法和夏比法(恰貝法),3、沖擊韌性,鋼材的主要性能,鋼材的主要性能,沖擊試驗(yàn),可焊性在給定的構(gòu)造形式和焊接工藝條件下獲得符合質(zhì)量要求的焊縫連接的性能。不產(chǎn)生裂紋，焊縫影響區(qū)材性滿足有關(guān)要求

8、。,三、鋼材的焊接性能、抗蝕性和防腐蝕措施,焊接結(jié)構(gòu)的失事，往往是由于鋼材的焊接性能不良，在低溫和受動(dòng)載時(shí)發(fā)生脆性裂斷。對(duì)于重要的承受動(dòng)力荷載的焊接結(jié)構(gòu)，應(yīng)對(duì)所用鋼材進(jìn)行焊接性能的鑒定。,1、鋼材的焊接性能,鋼的焊接性能與鋼的含碳量、塑性及沖擊韌性有密切關(guān)系，可以間接的用鋼材的沖擊韌性來鑒定。沖擊韌性合格的鋼材，其焊接質(zhì)量也容易得到保證。,鋼材的主要性能,2、鋼材的腐蝕現(xiàn)象,鋼材的主要性能,(a) 削弱有效截面 (b) 產(chǎn)生局部銹坑，引起應(yīng)力集中 (c) 降低結(jié)構(gòu)承載能力,(1) 腐蝕對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的危害,(2) 水工鋼結(jié)構(gòu)的防腐蝕措施,(a) 涂料防護(hù) (b) 噴鍍防護(hù) (c) 電化學(xué)保護(hù),外接電

9、源的陰極保護(hù)法 犧牲陽(yáng)極保護(hù)法,一、化學(xué)成份 二、冶煉及軋制 三、復(fù)雜應(yīng)力與應(yīng)力集中 四、冷作硬化與時(shí)效硬化 五、殘余應(yīng)力 六、溫度,第二節(jié) 影響鋼材力學(xué)性能的主要因素,影響鋼材力學(xué)性能的主要因素,一、化學(xué)成份的影響 基本成份為Fe，碳鋼中含量占99，C、Si、Mn為雜質(zhì)元素，S、P、N、O為冶煉過程中不易除盡的有害元素。 C：含C使強(qiáng)度塑性、韌性、可焊性，應(yīng)控制在0.22%，焊接結(jié)構(gòu)應(yīng)控制在0.20%。 Si：含Si適量使強(qiáng)度 其它影響不大，有益，應(yīng)控制0.10.3% Mn：含Mn適量使強(qiáng)度 降低S、O的熱脆影響，改善熱加工性能，對(duì)其它性能影響不大，有益。 S：含量使強(qiáng)度塑性、韌性、性能冷彎

10、、可焊性；高溫時(shí)使鋼材變脆熱脆現(xiàn)象。 P：低溫時(shí)使鋼材變脆冷脆現(xiàn)象；其它同S O、N：O同S；N同P，控制含量0.008%,影響鋼材力學(xué)性能的主要因素,二、冶金與軋制的影響 冶金的影響主要為脫氧方法：沸騰鋼用Mn為脫氧劑，時(shí)間快，價(jià)格低，質(zhì)量差；鎮(zhèn)靜鋼用Si為脫氧劑，時(shí)間慢，價(jià)格高，質(zhì)量好。 反復(fù)的軋制可以改善鋼材的塑性，同時(shí)可以使鋼材中的氣孔、裂紋、疏松等缺陷焊合，使金屬晶體組織密實(shí)，晶粒細(xì)化，消除纖維組織缺陷，使鋼材的力學(xué)性能提高。 三、冷作硬化與時(shí)效硬化 由于某種因素的影響而使鋼材強(qiáng)度提高，塑性、韌性下降，增加脆性的現(xiàn)象稱之為硬化現(xiàn)象。 冷加工時(shí)（常溫進(jìn)行彎折、沖孔剪切等），鋼材發(fā)生塑性

11、變形從而使鋼材變硬的現(xiàn)象稱之為冷作硬化。 鋼材中的C、N，隨著時(shí)間的增長(zhǎng)和溫度的變化，而形成碳化物和氮化物，使鋼材變脆的“老化”現(xiàn)象稱之為時(shí)效硬化。,影響鋼材力學(xué)性能的主要因素,四、復(fù)雜應(yīng)力與應(yīng)力集中的影響 鋼材在多向同號(hào)應(yīng)力場(chǎng)作用下，一向的變形受到另一向的限制，而使鋼材強(qiáng)度增加，塑性、韌性下降，異號(hào)應(yīng)力場(chǎng)時(shí)則相反。 鋼構(gòu)件由于截面的改變以及孔洞、凹槽、裂紋等原因而使構(gòu)件內(nèi)產(chǎn)生應(yīng)力集中，應(yīng)力集中實(shí)際為：局部應(yīng)力增大并多為同號(hào)應(yīng)力場(chǎng)。,影響鋼材力學(xué)性能的主要因素,1、復(fù)雜應(yīng)力 能量強(qiáng)度理論（第四強(qiáng)度理論）, 同號(hào)應(yīng)力作用下 eq 1：當(dāng)eqf y 時(shí)，1 、 ，強(qiáng)度降低，塑性變形增大,孔邊應(yīng)力集

12、中,影響鋼材力學(xué)性能的主要因素,五、殘余應(yīng)力的影響 鋼材在軋制、焊接、切割等過程中會(huì)產(chǎn)生在構(gòu)件內(nèi)部自相平衡的內(nèi)力,殘余應(yīng)力雖對(duì)構(gòu)件的強(qiáng)度無影響，但對(duì)構(gòu)件的變形（剛度）、疲勞以及穩(wěn)定承載力產(chǎn)生不利影響。,六、溫度的影響 溫度的影響，一般可分正溫與負(fù)溫影響兩部分。 正溫影響 總體影響規(guī)律為溫度上升，鋼材的強(qiáng)度降低，塑性、韌性提高，這一現(xiàn)象稱之為熱塑現(xiàn)象，溫度達(dá)600o左右時(shí)，鋼材的強(qiáng)度幾乎降至為零，而塑性、韌性極大，易于進(jìn)行熱加工，此溫度稱之為熱煅溫度。 需要說明：鋼材在300o左右時(shí)，強(qiáng)度提高，塑性、韌性下降，鋼材表面呈藍(lán)色，這一反覆現(xiàn)象稱之為藍(lán)脆現(xiàn)象。鋼材在300o以上時(shí)應(yīng)采取隔熱措施。 負(fù)溫

13、影響 隨著溫度的降低鋼材的強(qiáng)度提高，塑性、韌性降低，脆性增大，稱之為低溫冷脆，當(dāng)溫度降至某一特定溫度時(shí)鋼材的脆性急劇增大，稱此溫度點(diǎn)為轉(zhuǎn)脆溫度。,影響鋼材力學(xué)性能的主要因素,第三節(jié) 鋼材的疲勞,鋼材的疲勞,一、疲勞破壞 鋼材在變幅荷載的反復(fù)作用下，在應(yīng)力遠(yuǎn)小于抗拉強(qiáng)度時(shí)就發(fā)生破壞，破壞時(shí)斷口較整齊，表面有半橢圓狀呈放射線的疲勞紋理，斷裂前無預(yù)兆，是脆性斷裂。,疲勞破壞斷口呈現(xiàn)光滑和粗糙兩個(gè)區(qū)域。,規(guī)范規(guī)定：承受動(dòng)力荷載重復(fù)作用的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件及其連接，當(dāng)n等于或大于105次時(shí)，應(yīng)進(jìn)行疲勞計(jì)算。,應(yīng)力比值：s = min / max 對(duì)稱循環(huán)： s = 1 脈沖循環(huán)： s = 0 應(yīng) 力 幅： =

14、max min 常幅循環(huán)： = 常量 變幅循環(huán)： = 變量,應(yīng)力循環(huán)形式,鋼材的疲勞,疲勞強(qiáng)度：試件在變幅應(yīng)力的作用下，在規(guī)定的周期內(nèi)，試件不發(fā)生斷裂所能承受的最大應(yīng)力幅。 長(zhǎng)期承受頻繁循環(huán)荷載作用的結(jié)構(gòu)，必須驗(yàn)算結(jié)構(gòu)的疲勞強(qiáng)度。,鋼材的疲勞,鋼材的疲勞破壞一般是由拉應(yīng)力引起的，當(dāng)荷載變化不大或只承受變化壓應(yīng)力，而不承受拉應(yīng)力，以及循環(huán)次數(shù) n 105 的結(jié)構(gòu)，一般不會(huì)發(fā)生疲勞破壞，可不進(jìn)行疲勞驗(yàn)算。,二、疲勞驗(yàn)算 疲勞驗(yàn)算的主要依據(jù)是應(yīng)力幅 ，在一定循環(huán)次數(shù)下，發(fā)生疲勞破壞時(shí)應(yīng)力幅的大小取決于構(gòu)件和連接的細(xì)部構(gòu)造 （按殘余應(yīng)力和應(yīng)力集中的嚴(yán)重程度分為8類），每類對(duì)應(yīng)其 n曲線或 log lo

15、gn 曲線。,n,（1）,（2）,（3）,1、常幅疲勞驗(yàn)算,焊 接 部 位,非焊接部位,或,系 數(shù) c、,2、變幅疲勞驗(yàn)算 根據(jù)統(tǒng)計(jì)分析預(yù)測(cè)變幅規(guī)律，將應(yīng)力幅按大小分為 10 級(jí)，每級(jí)作用的次數(shù)為 n i，每級(jí)單獨(dú)作用時(shí)，按常幅疲勞計(jì)算的疲勞壽命為N i。按線性疲勞累積損傷原則， i 的損傷率為 n i / N i ，從而將變幅疲勞折算成常幅疲勞進(jìn)行計(jì)算。,（1）發(fā)生變幅疲勞破壞時(shí),對(duì)每一級(jí)應(yīng)力幅有：,則,（2）設(shè)一等效常幅應(yīng)力幅 e ，疲勞壽命為n i,（3）,第四節(jié) 鋼材的鋼號(hào)及選用,一、建筑鋼的鋼號(hào)(GB700-88、GB/T1591-94),鋼材牌號(hào)由：“Q、屈服點(diǎn)值、質(zhì)量等級(jí)、脫氧方

16、法”四部分組成。 Q：表示“屈”字拼音首位字母，意為“屈服強(qiáng)度”（195275MPa）； 質(zhì)量等級(jí)：分AD四級(jí)； 脫氧方法：F沸騰鋼；Z鎮(zhèn)靜鋼（一般省略）； b半鎮(zhèn)靜鋼；TZ特殊鎮(zhèn)靜鋼。,1、碳素結(jié)構(gòu)鋼,Q235-AF,鋼材屈服強(qiáng)度“屈”字拼音首位字母,質(zhì)量等級(jí),碳素結(jié)構(gòu)鋼分A、B、C、D 四級(jí),脫氧方法,F沸騰鋼 Z鎮(zhèn)靜鋼（一般省略） b半鎮(zhèn)靜鋼 TZ特殊鎮(zhèn)靜鋼,屈服強(qiáng)度值（MPa）,表示：屈服點(diǎn)為235 MPa A級(jí)沸騰碳素結(jié)構(gòu)鋼。,質(zhì)量等級(jí) A 不要求做沖擊試驗(yàn) B 要求做常溫沖擊試驗(yàn) C 要求做0沖擊試驗(yàn) D 要求做20沖擊試驗(yàn),Q235A 承受靜荷載作用的結(jié)構(gòu) Q235C和D級(jí) 重要

17、的焊接結(jié)構(gòu) Q235D 較低溫度下使用的結(jié)構(gòu) Q195、Q215鋼釘、鉚釘、螺栓、鐵絲 Q255及Q275 機(jī)械零件和工具,碳素結(jié)構(gòu)鋼的運(yùn)用,碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)有 Q195、Q215、Q235、Q255、Q275，鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范中推薦使用的碳素結(jié)構(gòu)鋼為 Q235。,鋼材牌號(hào)由：“Q、屈服點(diǎn)值、質(zhì)量等級(jí)”三部分組成。 Q：表示“屈”字拼音首位字母，意為“屈服強(qiáng)度” （295 460MPa） ； 質(zhì)量等級(jí)：分AE五級(jí)（字序越高質(zhì)量越好）；,2、低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼,質(zhì)量等級(jí) E 要求做40的沖擊試驗(yàn),新舊低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼標(biāo)準(zhǔn)牌號(hào)對(duì)照表,鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范中推薦適用低合金鋼中的Q345、Q390、Q420三種鋼材

18、。,低合金鋼具有較高的強(qiáng)度和較好的塑性、韌性和可焊性，主要用于軋制各種型鋼、鋼板、鋼管及鋼筋，廣泛用于鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，尤其是大跨度、承受動(dòng)荷載和沖擊荷載的結(jié)構(gòu)。,低合金鋼的運(yùn)用,3、鑄鋼 碳素鑄鋼的牌號(hào)由“ ZG ”符號(hào)及屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度組成，如 ZG 230 450。 合金鑄鋼的牌號(hào)由“ ZG ”符號(hào)及合金結(jié)構(gòu)鋼牌號(hào)組成，如 ZG 50Mn2。 鑄鋼主要用于支承結(jié)構(gòu)（滾輪、軌道）,ZG230450 ZG25 ZG270500 ZG35 ZG310570 ZG45 ZG340640 ZG55,新舊鋼號(hào)的對(duì)應(yīng),二、建筑鋼的選用,選材依據(jù) （1）荷載特性 （2）結(jié)構(gòu)類型及重要性 （3）

19、連接方法 （4）工作溫度和環(huán)境,一般承重結(jié)構(gòu)可選用 f y、f u、 三項(xiàng)保證和S、P、C 含量合格的 Q235A F； 較重要結(jié)構(gòu)可選用增加了180冷彎合格，有四項(xiàng)保證的 Q235A F、 Q235B F、 Q235A 、 Q235B； 繁重操作的吊車梁等重要結(jié)構(gòu)，在常溫工作時(shí)可選用再增加了常溫沖擊韌性合格，有五項(xiàng)保證的 Q235B、 Q235C；在負(fù)溫工作時(shí)，需選用再增加了負(fù)溫沖擊韌性合格，有六項(xiàng)保證的 Q235D。,承重結(jié)構(gòu)選用Q235鋼的方法：,1、鋼板 - 寬度 厚度 長(zhǎng)度 厚鋼板：厚 4.5 60 mm 薄鋼板：厚 0.2 4 mm 扁鋼板：寬 3 60 mm,2、角鋼 肢寬 壁厚

20、 等肢角鋼 100 10 不等肢角鋼 100 8010,第五節(jié) 軋成鋼材的規(guī)格及用途,3、工字鋼 工 高度區(qū)別腹板厚度的字母 a、b、c 工20a、工20b,4、槽鋼 高度 區(qū)別腹板厚度的字母 a、b、c 14a、 14b,5、鋼管 外徑 厚度 6、壓型鋼板 YX 高 波距 寬度,壓型鋼板截面,第六節(jié) 鋼結(jié)構(gòu)的計(jì)算方法,結(jié)構(gòu)計(jì)算的目的是構(gòu)件和連接在使用荷載作用下能安全可靠的工作，恰當(dāng)?shù)奶幚砜煽啃院徒?jīng)濟(jì)性兩方面的要求：,三、概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法概要, 安全性 適用性 耐久性,1、可靠性,2、結(jié)構(gòu)可靠度,“結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，在規(guī)定的條件下，完成預(yù)定功能的概率”。,3、兩類極限狀態(tài) 承載能力極限狀態(tài)

21、 達(dá)到最大承載能力或出現(xiàn)不能繼續(xù)承載的過大塑性變形的狀態(tài) 正常使用極限狀態(tài) 達(dá)到正常使用或耐久性的極限值的狀態(tài)，如變形、振動(dòng)、局部破壞等,安全是相對(duì)的,荷載效應(yīng) S 荷載對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件或連接的綜合效應(yīng)。 結(jié)構(gòu)抗力 R 結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的抗力。,4、極限狀態(tài)方程和功能函數(shù) Z = R - S R S，Z 0 時(shí)，可靠狀態(tài),當(dāng)抗力小于荷載效應(yīng)的概率極小時(shí)，即可認(rèn)為結(jié)構(gòu)是安全可靠的。,5、結(jié)構(gòu)可靠度（P s ）與失效概率（ P f ） P s = 1 P f,失效概率（ P f ）,結(jié)構(gòu)可靠度（P s ）,R、S為相對(duì)獨(dú)立的服從正態(tài)分布的隨機(jī)變量，則Z也服從正態(tài)分布。 可靠指標(biāo),6、可靠指標(biāo) ,（a）正態(tài)分布

22、 （b）標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布,P f,有什么關(guān)系,將 隱含到分項(xiàng)系數(shù)中，簡(jiǎn)化計(jì)算：,增大 值，則 R 、 S也增大，安全度得到提高,（119）,概率法和定值法的基本區(qū)別就在于兩者的分項(xiàng)系數(shù)不同。,7、 分項(xiàng)系數(shù),二、概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法 GBJ 17-88 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范,荷載標(biāo)準(zhǔn)值：正常情況下的最大值，G K、Q K 荷載設(shè)計(jì)值：G d = G G K、 Q d = Q Q K 荷載組合值： C Q K,1、承載能力極限狀態(tài),2、正常使用極限狀態(tài),GK、QK 是由荷載標(biāo)準(zhǔn)值G K、Q K在結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生的變形值,三、容許應(yīng)力計(jì)算方法 SL74-95 水利水電工程鋼閘門設(shè)計(jì)規(guī)范,水工鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，受荷載涉及水文，泥沙，波浪等自然條件比較復(fù)雜，統(tǒng)計(jì)資料不足。 以結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)(強(qiáng)度、穩(wěn)定、變形等)為依據(jù)，對(duì)影響結(jié)構(gòu)可靠度的某種因素以數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法，并結(jié)合我國(guó)工程實(shí)踐，進(jìn)行多系數(shù)分析，求出單一的設(shè)計(jì)安全系數(shù)，以簡(jiǎn)單的容許應(yīng)力表達(dá)。,半概率、半經(jīng)驗(yàn)的極限狀態(tài)計(jì)算方法：,內(nèi)力應(yīng)根據(jù)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算,K1，K2，K3