第一章 鋼結(jié)構(gòu)的材料和計算方法

第一章鋼結(jié)構(gòu)的材料和計算方法第1頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月鋼材的生產(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)國內(nèi)大鋼廠已很少生產(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。

第2頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月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?！朵摻Y(jié)構(gòu)設(shè)計規(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。第3頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月一、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)明顯的相互垂直交錯的銹跡剝落線。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。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。鋼材承受動力荷載情況下，常會發(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。

第4頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月二、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：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，試驗結(jié)果用應(yīng)力—應(yīng)變曲線表示。1、強(qiáng)度第5頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月比例極限屈服點抗拉強(qiáng)度鋼材的主要性能四個階段:鋼材一次單向拉伸時應(yīng)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)第6頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月（１）彈性階段（OA段）

常用低碳鋼的彈性模量E=2.06×102Gpa。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=

σ/εＡ點相對應(yīng)的應(yīng)力為比例極限fp第7頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月（２）屈服階段（ＡＢ段）

應(yīng)力超過fp

時，應(yīng)變增加的速度大于應(yīng)力增長速度，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B后，應(yīng)力發(fā)生很小的波動，應(yīng)變卻急劇增長，出現(xiàn)屈服臺階。一般以比較穩(wěn)定的屈服下限對應(yīng)的應(yīng)力作為屈服極限值fy。常用低碳鋼的fy為185～235MPa。有些鋼材沒有明顯的屈服臺階，一般取卸載后有0.2%殘余應(yīng)變所對應(yīng)的應(yīng)力為名義屈服極限值σ0.2。第8頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月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階，一般取卸載后有0.2%殘余應(yīng)變所對應(yīng)的應(yīng)力為名義屈服極限值σ0.2。MO第9頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）強(qiáng)化階段（BC段）超過屈服點以后，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點對應(yīng)的應(yīng)力稱為抗拉極限強(qiáng)度fu。常用低碳鋼的fu為375～500MPa。鋼材的主要性能第10頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月（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，拉力也就隨著下降，最后發(fā)生斷裂。鋼材的主要性能第11頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月比例極限fp；屈服點fy

：強(qiáng)度設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)值，設(shè)計依據(jù)；抗拉強(qiáng)度fu：鋼材的最大承載能力，強(qiáng)度儲備。鋼材受均勻壓縮或受彎也有類似受拉時的工作特性，但是其抗剪要比抗拉強(qiáng)度低很多。鋼材的主要性能第12頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月2、塑性鋼材產(chǎn)生塑變時而不發(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。伸長率是試件拉斷后，標(biāo)距長度的伸長量△L與原標(biāo)距長度L0的比值。鋼材拉伸時塑性變形在標(biāo)距內(nèi)的分布是不均勻的，頸縮處的伸長較大。鋼材拉伸試件取L0=5d0或10d0，則其相應(yīng)的伸長率δ5大于δ10。鋼材的主要性能第13頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月3、冷彎性能鋼材塑性和冷加工性能的指標(biāo)，對產(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：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，檢查彎曲處有無裂紋、斷裂及起層等現(xiàn)象。鋼材的主要性能第14頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月沖擊韌性－沖擊韌性αk，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力荷載的能力（動力指標(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)。兩種測量方法：梅氏試驗法和夏比法(恰貝法)3、沖擊韌性鋼材的主要性能第15頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月鋼材的主要性能沖擊試驗第16頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月可焊性－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。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，在低溫和受動載時發(fā)生脆性裂斷。對于重要的承受動力荷載的焊接結(jié)構(gòu)，應(yīng)對所用鋼材進(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。鋼材的主要性能第17頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月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)外接電源的陰極保護(hù)法犧牲陽極保護(hù)法第18頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月一、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)性能的主要因素第19頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月一、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≤0.1~0.3%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、可焊性↓；高溫時使鋼材變脆－熱脆現(xiàn)象。P：低溫時使鋼材變脆－冷脆現(xiàn)象；其它同SO、N：O同S；N同P，控制含量≤0.008%影響鋼材力學(xué)性能的主要因素第20頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月二、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，時間快，價格低，質(zhì)量差；鎮(zhèn)靜鋼用Si為脫氧劑，時間慢，價格高，質(zhì)量好。反復(fù)的軋制可以改善鋼材的塑性，同時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，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（常溫進(jìn)行彎折、沖孔剪切等），鋼材發(fā)生塑性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，隨著時間的增長和溫度的變化，而形成碳化物和氮化物，使鋼材變脆的“老化”現(xiàn)象稱之為時效硬化。影響鋼材力學(xué)性能的主要因素第21頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月四、復(fù)雜應(yīng)力與應(yīng)力集中的影響鋼材在多向同號應(yīng)力場作用下，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，異號應(yīng)力場時則相反。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)力集中實際為：局部應(yīng)力增大并多為同號應(yīng)力場。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）①同號應(yīng)力作用下

eq<

1：當(dāng)

1＝fy

時，eq<fy，強(qiáng)度提高，材質(zhì)硬化、變脆，應(yīng)盡量避免；②異號應(yīng)力作用下

eq>

1：當(dāng)

eq＝fy

時，1

<fy，強(qiáng)度降低，塑性變形增大；③、共同作用，

>

、，強(qiáng)度降低，塑性變形增大第22頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月孔邊應(yīng)力集中影響鋼材力學(xué)性能的主要因素第23頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月五、殘余應(yīng)力的影響鋼材在軋制、焊接、切割等過程中會產(chǎn)生在構(gòu)件內(nèi)部自相平衡的內(nèi)力,殘余應(yīng)力雖對構(gòu)件的強(qiáng)度無影響，但對構(gòu)件的變形（剛度）、疲勞以及穩(wěn)定承載力產(chǎn)生不利影響。第24頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月六、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，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，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以上時應(yīng)采取隔熱措施。負(fù)溫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鋼材的脆性急劇增大，稱此溫度點為轉(zhuǎn)脆溫度。影響鋼材力學(xué)性能的主要因素第25頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月第三節(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)度時就發(fā)生破壞，破壞時斷口較整齊，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)光滑和粗糙兩個區(qū)域。規(guī)范規(guī)定：承受動力荷載重復(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，應(yīng)進(jìn)行疲勞計算。第26頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月應(yīng)力比值：

s=min/max對稱循環(huán)：

s=－1脈沖循環(huán)：

s=0應(yīng)力幅：△=max－min

常幅循環(huán)：△=常量變幅循環(huán)：△=變量應(yīng)力循環(huán)形式鋼材的疲勞第27頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月疲勞強(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。長期承受頻繁循環(huán)荷載作用的結(jié)構(gòu)，必須驗算結(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)，一般不會發(fā)生疲勞破壞，可不進(jìn)行疲勞驗算。第28頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月二、疲勞驗算

疲勞驗算的主要依據(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），每類對應(yīng)其△

—

n曲線或log△

—

logn曲線。第29頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月⊿σ～n第30頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月（1）（2）（3）第31頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月1、常幅疲勞驗算焊接部位非焊接部位或第32頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月系數(shù)c、β構(gòu)件和連接類別系數(shù)12345678c1940×1012861×10123.26×10122.81×10121.47×10120.96×10120.65×10120.41×1012β44333333第33頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月2、變幅疲勞驗算根據(jù)統(tǒng)計分析預(yù)測變幅規(guī)律，將應(yīng)力幅按大小分為10級，每級作用的次數(shù)為ni，每級單獨作用時，按常幅疲勞計算的疲勞壽命為Ni。按線性疲勞累積損傷原則，△

i

的損傷率為ni/Ni

，從而將變幅疲勞折算成常幅疲勞進(jìn)行計算。第34頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月（1）發(fā)生變幅疲勞破壞時對每一級應(yīng)力幅有：則第35頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）設(shè)一等效常幅應(yīng)力幅△

e

，疲勞壽命為ni（3）第36頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)鋼材的鋼號及選用一、建筑鋼的鋼號(GB700-88、GB/T1591-94)鋼材牌號由：“Q、屈服點值、質(zhì)量等級、脫氧方法”四部分組成。Q：表示“屈”字拼音首位字母，意為“屈服強(qiáng)度”（195～275MPa）；質(zhì)量等級：分A~D四級；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)鋼第37頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月Q235-A·F鋼材屈服強(qiáng)度“屈”字拼音首位字母質(zhì)量等級碳素結(jié)構(gòu)鋼分A、B、C、D四級脫氧方法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：屈服點為235MPaA級沸騰碳素結(jié)構(gòu)鋼。第38頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月質(zhì)量等級A—不要求做沖擊試驗B—要求做常溫沖擊試驗C—要求做0℃沖擊試驗D—要求做－20℃沖擊試驗第39頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月Q235―A——承受靜荷載作用的結(jié)構(gòu)Q235―C和D級——重要的焊接結(jié)構(gòu)Q235―D——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)鋼的運用碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號有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。第40頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月鋼材牌號由：“Q、屈服點值、質(zhì)量等級”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：分A~E五級（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E——要求做－40℃的沖擊試驗第41頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月新舊低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼標(biāo)準(zhǔn)牌號對照表第42頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范中推薦適用低合金鋼中的Q345、Q390、Q420三種鋼材。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、承受動荷載和沖擊荷載的結(jié)構(gòu)。

低合金鋼的運用第43頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月3、鑄鋼①碳素鑄鋼的牌號由“ZG”符號及屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度組成，如ZG230—450。②合金鑄鋼的牌號由“ZG”符號及合金結(jié)構(gòu)鋼牌號組成，如ZG50Mn2。

鑄鋼主要用于支承結(jié)構(gòu)（滾輪、軌道）ZG230–450——ZG25ZG270–500——ZG35ZG310–570——ZG45ZG340–640——ZG55新舊鋼號的對應(yīng)第44頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月二、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）連接方法（4）工作溫度和環(huán)境第45頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月一般承重結(jié)構(gòu)可選用fy、fu、

三項保證和S、P、C含量合格的Q235－A?F；較重要結(jié)構(gòu)可選用增加了180℃冷彎合格，有四項保證的Q235－A?F、Q235－B?F、Q235－A、Q235－B；繁重操作的吊車梁等重要結(jié)構(gòu)，在常溫工作時可選用再增加了常溫沖擊韌性合格，有五項保證的Q235－B、Q235－C；在負(fù)溫工作時，需選用再增加了負(fù)溫沖擊韌性合格，有六項保證的Q235－D。承重結(jié)構(gòu)選用Q235鋼的方法：第46頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月1、鋼板

-寬度×厚度×長度①厚鋼板：厚4.5~60mm②薄鋼板：厚0.2~4mm③扁鋼板：寬3~60mm2、角鋼

∠肢寬×壁厚①等肢角鋼∠100×10②不等肢角鋼∠100×80×10第五節(jié)軋成鋼材的規(guī)格及用途第47頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月3、工字鋼工高度[區(qū)別腹板厚度的字母a、b、c]工20a、工20b4、槽鋼

[高度區(qū)別腹板厚度的字母a、b、c

[14a、[14b第48頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月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49頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月第六節(jié)鋼結(jié)構(gòu)的計算方法結(jié)構(gòu)計算的目的是構(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)計法概要①安全性②適用性③耐久性1、可靠性第50頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月2、結(jié)構(gòu)可靠度“結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時間內(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)①承載能力極限狀態(tài)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)②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、局部破壞等安全是相對的第51頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月荷載效應(yīng)S荷載對結(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-SR<S，Z<0時，失效狀態(tài)

R=S，Z=0時，臨界狀態(tài)R>S，Z>0時，可靠狀態(tài)當(dāng)抗力小于荷載效應(yīng)的概率極小時，即可認(rèn)為結(jié)構(gòu)是安全可靠的。第52頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月5、結(jié)構(gòu)可靠度（Ps

）與失效概率（Pf）Ps=1－Pf

失效概率（Pf）結(jié)構(gòu)可靠度（Ps

）第53頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月R、S為相對獨立的服從正態(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)

第54頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月（a）正態(tài)分布（b）標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布Pf有什么關(guān)系第55頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月將隱含到分項系數(shù)中，簡化計算：增大值，則

R、

S也增大，安全度得到提高（1—19）概率法和定值法的基本區(qū)別就在于兩者的分項系數(shù)不同。7、

→分項系數(shù)第56頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月二、概率極限狀態(tài)設(shè)計方法

——GBJ17-88鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范荷載標(biāo)準(zhǔn)值：正常情況下的最大值，GK、QK荷載設(shè)計值：Gd=GGK、Qd=QQK荷載組合值：

CQK1、承載能力極限狀態(tài)第57頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月2、正常使用極限狀態(tài)

GK、

QK是由荷載標(biāo)準(zhǔn)值GK、QK在結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生的變形值第58頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月三、容許應(yīng)力計算方法

——SL74-95水利水電工程鋼閘門設(shè)計規(guī)范水工鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計，受荷載涉及水文，泥沙，波浪等自然條件比較復(fù)雜，統(tǒng)計資料不足。以結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)(強(qiáng)度、穩(wěn)定、變形等)為依據(jù)，對影響結(jié)構(gòu)可靠度的某種因素以數(shù)理統(tǒng)計的方法，并結(jié)合我國工程實踐，進(jìn)行多系數(shù)分析，求出單一的設(shè)計安全系數(shù)，以簡單的容許應(yīng)力表達(dá)。第59頁，