【文章內容簡介】 K—— 總安全系數(shù)； σ—— 構件的計算應力 式中： 優(yōu)點： 簡單、明確 缺點： 太籠統(tǒng) 。各構件的可靠程度各不相同，而整個結構取決于可靠度最小的構件 華北電力大學 《 鋼結構 》 ?半概率法 （ 1957年～ 1988年） ? 三個系數(shù)的極限狀態(tài)計算方法（ 1957年～ 1974年） ? 以結構極限狀態(tài)為依據(jù)，多系數(shù)分析后用單一設計安全系數(shù)的容許應力計算方法（ 1974年～ 1988年） k f f ff ? ? ???k Q Q ? ? ???材料強度概率： 荷載概率： kf kQ—— 材料強度和荷載的標準值 k? Q?—— 材料強度和荷載的平均值 k? Q?—— 材料強度和荷載的標準差 k? Q?—— 材料強度和荷載的保證系數(shù) 華北電力大學 《 鋼結構 》 優(yōu)點：對結構可靠性的處理有所改進 缺點：對荷載、材料性能等的處理都取一個經驗定值，因為這對結構可靠度的 研究僅處于以經驗為基礎的定性分析階段 式中： —— 根據(jù)標準荷載求得的內力； —— 屈服強度； —— 構件幾何特性； 、 、 —— 分別為荷載系數(shù)、材料系數(shù)和調 整系數(shù) —— 安全系數(shù)； —— 鋼材的容許應力 ?半概率法 （ 1957年～ 1988年） 華北電力大學 《 鋼結構 》 水工鋼結構 ：鋼閘門、壓力鋼管、攔污柵、升船機等。 《 水利水電工程鋼閘門設計規(guī)范 》 SL7495 《 船閘總體設計規(guī)范 》 JTJ3052022 《 水電站壓力鋼管設計規(guī)范 》 SL2812022 水工鋼結構 采用 容許應力法 進行設計，實質上屬于半概率、半經驗的極限狀態(tài)設計法。 水工鋼結構的設計 ?半概率法 （ 1957年～ 1988年） 華北電力大學 《 鋼結構 》 ? 概率論為基礎 ? 概率極限狀態(tài)設計方法 ? 結構可靠度研究由以經驗為基礎的定性分析階段推進到以概率論和數(shù)理統(tǒng)計為基礎的定量分析階段 ? 近似的概率設計法 （分析中忽略和簡化了基本變量隨時間變化的關系，所以確定基本變量分布時有相當程度的近似性，且進行了線性化簡化計算 ） ?概率極限狀態(tài)設計 (一次二階矩 )法 （ 1988年～ ） 華北電力大學 《 鋼結構 》 ?極限狀態(tài) ： 實質上是結構可靠與不可靠的界限，故也可稱為“界限狀態(tài)”；對于結構的各種極限狀態(tài)，均應規(guī)定明確的標志或限值 ? 兩類極限狀態(tài) ： （ 1） 承載能力極限狀態(tài) 包括：構件和連接的強度破壞、疲勞破壞和因過度變形而不適于繼續(xù)承載，結構和構件喪失穩(wěn)定，結構轉變?yōu)闄C動體系和結構傾覆 （ 2） 正常使用極限狀態(tài) 包括：影響結構、構件和非結構構件正常使用或耐久性能的局部損壞（包括組合結構中混凝土裂縫） ?概率極限狀態(tài)設計法 （ 1988年～ ） 華北電力大學 《 鋼結構 》 ?功能函數(shù) 式中 Z=g(﹒ ) —— 結構的功能函數(shù)； xi(i=1,2,……n) —— 影響結構或構件可靠度的基本變量 僅有作用效應 S和結構抗力 R兩個基本變量時結構的功能函數(shù)可表為： 荷載效應 S：取決于各種荷載（恒載、活載、風、地震作用、溫度變化等） 結構或構件的承載力或抗力 R：取決于材料、構件的幾何特性等 ?概率極限狀態(tài)設計法 （ 1988年～ ） 華北電力大學 《 鋼結構 》 由于 R和 S都是隨機變量，其函數(shù) Z也是一個隨機變量。三種可能狀態(tài)： ? 結構可靠度： 結構在規(guī)定時間內，在規(guī)定的條件下，完成預定功能的概率 若以 ps表示結構的可靠度 則： 若以 pf表示結構的失效概率 則： ?概率極限狀態(tài)設計法 （ 1988年～ ） 華北電力大學 《 鋼結構 》 Z的概率密度 fZ（ Z） 曲線 定義： 可靠指標 =均值 /標準差 ?概率極限狀態(tài)設計法 （ 1988年～ ） 華北電力大學 《 鋼結構 》 ?β—— 可靠指標或安全指標，與 pf存在一一對應關系， β與 pf變化相反。 ? 若 Z為正態(tài)分布： ?由： 有： 由于 β的計算只采用分布的特征值，即一階原點矩（均值） μZ和二階中心矩（方差） σZ2，對非線性函數(shù)只取線性項，而不考慮Z的全分布，故稱此法為一次二階矩法。 ?概率極限狀態(tài)設計法 （ 1988年～ ） 華北電力大學 《 鋼結構 》 ?β與 pf對應表格 ?不同結構構件承載能力極限狀態(tài)的可靠指標 β ?概率極限狀態(tài)設計法 （ 1988年～ ） 華北電力大學 《 鋼結構 》 設計表達式 《 建筑結構可靠度設計統(tǒng)一標準 》 (GB500682022)規(guī)定結構構件的極限狀態(tài)設計表達式，應根據(jù)各種極限狀態(tài)的設計要求，采用有關的荷載代表值、材料性能標準值、幾何參數(shù)標準值以及各種分項系數(shù)等表達。 KG G K Q Q KRR SS??????簡單荷載分項系數(shù)設計式： RK —— 抗力標準值 SGK—— 按標準值計算的永久荷載（ G）效應值 SQK—— 按標準值計算的可變荷載（ Q）效應值 γ —— 分項系數(shù) 式中： 華北電力大學 《 鋼結構 》 ? 一般情況下荷載分項系數(shù)： γ G＝ ； γ Q＝ ? 永久荷載效應對結構有利時： γ G＝ ? 可變荷載大于 4kN/m2時： γ Q＝ ? 抗力分項系數(shù)： Q235鋼： γ R＝ ； Q34 Q390； Q420鋼： γ R＝ 其中：鋼材強度設計值 f—— 鋼材強度除以對應的抗力分項系數(shù)，即 分項系數(shù) γ 以可靠指標 β為基礎用概率統(tǒng)計方法求出。 KRR?設計表達式 華北電力大學 《 鋼結構 》 ?可變荷載效應控制的組合： 0 1 12nG G K Q Q K Q i c i Q i Kif? ? ? ? ? ? ? ????? ? ????? ??永久荷載效應控制的組合： 01nG G K Q i c i Q i Kif? ? ? ? ? ????????????承載能力極限狀態(tài) 荷載效應的 基本組合 設計表達式 華北電力大學 《 鋼結構 》 ?正常使用極限狀態(tài) 荷載效應的 標準組合 ? ?12nG K Q K c i Q i Ki? ? ? ? ??? ? ??vGK —— 永久荷載標準值產生的變形值 vQ1K —— 起控制作用的第一個可變荷載標準值產生的變形值 vQiK —— 其他第 i個可變荷載標準值產生的變形值 [v] —— 結構或結構構件的容許變形值 式中： 設計表達式 華北電力大學 《 鋼結構 》 ?167。 1 連接的類型 ?167。 2 焊接方法和焊縫強度 ?167。 3 對接焊縫連接的構造和計算 ?167。 4 角焊縫連接的構造和計算 ?167。 5 焊接應力和焊接變形 ?167。 6 螺栓連接 CH3 鋼結構的連接 華北電力大學 《 鋼結構 》 ?焊縫連接 ?鉚釘連接 ?螺栓連接 167。 1 連接的類型 華北電力大學 《 鋼結構 》 鉚釘連接 ? 鉚釘連接（ riveted connections）的制造有熱鉚和冷鉚二種方法。 熱鉚 是由燒紅的釘坯插入構件的釘孔中，用鉚釘槍或壓鉚機鉚合而成。 冷鉚 是在常溫下鉚合而成。在建筑結構中一般都采用熱鉚。 鉚釘打好后，釘桿由高溫逐漸冷卻而發(fā)生收縮，但被釘頭之間的鋼板阻止住，所以釘桿中產生了 收縮拉應力 ，對鋼板則產生 壓縮系緊力 。這種系緊力使連接十分緊密。當構件受剪力作用時，鋼板接觸面上產生很大的摩擦力，因而能大大提高連接的工作性能 。 167。 1 連接的類型 華北電力大學 《 鋼結構 》 167。 1 連接的類型 華北電力大學 《 鋼結構 》 167。 2 焊接方法和焊縫強度 華北電力大學 《 鋼結構 》 167。 2 焊接方法和焊縫強度 華北電力大學 《 鋼結構 》 鋼結構常用的焊接方法 ?手工電弧焊 ?埋弧焊（自動或半自動） ?氣體保護焊 ?電阻焊 167。 2 焊接方法和焊縫強度 電弧焊 華北電力大學 《 鋼結構 》 手工電弧焊示意圖 167。 2 焊接方法和焊縫強度 手工電弧焊 華北電力大學 《 鋼結構 》 ? 優(yōu)缺點 ： ? 設備簡單，操作靈活方便，適用于任意空間，工位復雜，形狀復雜的焊縫焊接，特別適用于焊接短焊縫 ? 全手動，生產效率低，勞動強度大，焊接質量和焊工的精神狀態(tài)與技術水平有很大關系 ? 焊條與焊劑 ： ? 短焊條 (350－ 400mm)： Q235— E43型； Q345— E50型；Q390與 Q420— E55 ? 焊劑：附于焊條之藥皮，保護電弧和溶化金屬 167。 2 焊接方法和焊縫強度 手工電弧焊 華北電力大學 《 鋼結構 》 埋弧焊（自動或半自動） 埋弧焊示意圖 167。 2 焊接方法和焊縫強度 華北電力大學 《 鋼結構 》 ?特點 ： ? 焊絲不涂藥皮，施焊端靠由焊劑漏頭自動流下的顆粒狀焊劑所覆蓋電弧熱量集中，熔深大，適于厚板的焊接 ? 生產率高，工藝條件穩(wěn)定，焊縫化學成分均勻，焊縫的質量好，質量均勻、塑性、韌性好，抗腐蝕性強，焊件變形小，減小了熱影響區(qū)的范圍 ? 裝配精度（如間隙）要求比手工焊高 埋弧焊（自動或半自動） 167。 2 焊接方法和焊縫強度 華北電力大學 《 鋼結構 》 ? 利用二氧化碳氣體或其他惰性氣體作為保護介質，保證了焊接過程的穩(wěn)定性 ? 速度快，焊縫強度高于手工電弧焊，塑性、抗腐蝕性好 氣體保護焊 167。 2 焊接方法和焊縫強度 華北電力大學 《 鋼結構 》 電阻焊 電源導線夾頭壓力焊縫167。 2 焊接方法和焊縫強度 華北電力大學 《 鋼結構 》 ?焊縫連接形式 焊縫形式（按構造分）： 對接焊縫 角焊縫 167。 2 焊接方法和焊縫強度 華北電力大學 《 鋼結構 》 ? 按受力方向分 ： ? 對接焊縫 ： 正對接焊縫、斜對接焊縫 ? 角焊縫 ： 正面角焊縫、側面角焊縫、斜焊縫 ?焊縫形式 167。 2 焊接方法和焊縫強度 華北電力大學 《 鋼結構 》 ? 按長度方向的布置分 ： ? 連續(xù)角焊縫 ： 受力性能較好，主要的角焊縫形式 ? 間斷角焊縫 ： 容易引起應力集中只能用于一些次要構件的連接或受力很小的連接中 連續(xù)角焊縫 間斷角焊縫 167。 2 焊接方法和焊縫強度 ?焊縫形式 華北電力大學 《 鋼結構 》 焊縫缺陷 焊縫缺陷 指焊接過程中產生于焊縫金屬或附近熱影響區(qū)鋼材表面或內部的缺陷。 常見的缺陷有 裂紋、焊瘤、燒穿、弧坑、氣孔、夾渣、咬邊、未熔合、未焊透 等；以及焊縫尺寸不符合要求、焊縫成形不良等。 裂紋是焊縫連接中最危險的缺陷。產生裂紋的原因很多，如鋼材的化學成分不當；焊接工藝條件（如電流、電壓、焊速、施焊次序等）選擇不合適；焊件表面油污未清除干凈等。 華北電力大學 《 鋼結構 》 ? 焊縫缺陷： 焊接過程中產生于焊縫金屬或附近熱影響區(qū)鋼材表面或內部的缺陷 ? 常見缺陷： ?焊縫缺陷 167。 2 焊接方法和焊縫強度 華北電力大學 《 鋼結構 》 焊縫質量檢驗 ?《 鋼結構工程施工質量驗收規(guī)范 》 （ GB502052022）規(guī)定焊縫按其檢驗方法和質量要求分為一級、二級和三級。 ?三級焊縫 只要求對全部焊縫作 外觀檢查 且符合三級質量標準； ?設計要求全焊透的一級、二級焊縫則除 外觀檢查 外，還要求用 超聲波探傷 進行內部缺陷的檢驗，超聲波探傷不能對缺陷作出判斷時，應采用 射線探傷 檢驗，并應符合國家相應質量標準的要求。 華北電力大學 《 鋼結構 》 ?焊縫質量檢驗方法 ： 外觀檢查、超聲波探傷檢驗、 X射線檢驗 ?焊縫質量分三級 : ?一級焊縫需經外觀檢查、超聲波探傷、 x射線檢驗都合格； ?二級焊縫需外觀檢查、超聲波探傷合格； ?三級焊縫需外觀檢查合格； ?焊縫質量檢查 華北電力大學 《 鋼結構 》 《 焊縫符