设计的结构
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结构钢设计 - 钢结构设计与施工
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内容 |
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设计原理
- 容许应力设计
- 工作压力设计（用于混凝土）
- 终极应力设计
要学习的主题和学习概念
- 什么是结构的设计？
- 这是一个武断的过程还是科学的过程?
- 如何设计一个结构体系?
- 设计中涉及的参数?
- 通过对结构系统的需求以及结构的容量是什么意思？
- 需求与产能有关吗?
- 钢结构设计有什么要求?
需求:雪、地震、活载等。
极限状态:
一种结构系统或结构部件停止履行其设计功能的状态。
限制状态的例子
- 偏转
- 疲劳
- 剪切
- 屈曲
- 轴承
- 开裂
- 柔性
- 扭转
- 结算
- 稳定
力量限制状态
- 柔性
- 剪切
- 扭转
正常使用极限状态
- 开裂
- 过度偏转
为了克服上述缺点，LRFD正在演变
负载和电阻因子设计
- 它不仅考虑了阻力的变异性，而且考虑了荷载的影响。
- 提供安全相对的衡量标准。
- 设计中的安全性是通过规定设计结构的名义强度降低小于作用在结构上的荷载因素的影响来获得的。
韧性:
结构通过弹性变形而不破裂的能力。
冗余：
它是重新分配负载的能力。简单的光束是确定的。固定光束不确定2度，因此它有两个冗余动作。固定的支撑光束更良好，因为不确定结构可以重新分配负载。当负载增加时，支撑件变为塑料，它变成了简单的支撑的光束。但简单地支持不经历塑料铰链的舞台，而是直接失败。
硬度:
它是抵抗磨损的能力。
钢实力：
物体可以抵抗的最大负载。或者它是钢在故障之前抵抗的最大负载。据说钢铁却在产生时失败。因此称为产量强度
韧性:
结构或结构部件吸收能量的能力。
疲劳:
在波动应力作用下，它是一种渐进的、局部的永久性损伤。
LRFD的优点
LRFD解释了负载和电阻的变异性。对于不同的极限状态，它达到了相当一致的安全水平。
ASD与LRFD的比较
- ASD是最简单的方法，LRFD是最复杂的方法。
- ASD结合了活荷载和死荷载，并以同样的方式对待它们。
- 在lrfd中，对恒载和活载分配了不同的载荷系数，这是很有吸引力的。
- 在lrfd中，负载系数和电阻系数的改变更容易。
结构钢的力学性能
抗变形能力基于:
- 材料
- 长度
- X-Section.
设计过程
- 梁的初步构件尺寸
- 结构分析-建模，分析
- 设计评审-成员的修改
- 成本估算
- 制备结构图和规格
- 用于结构分析和设计的负载
- 静载
- 活载
- 平均回报期或
- 复发时间间隔或
- 各种用途的活荷载
- 降低基本设计活载
- 冲击载荷
- 风装
钢结构设计中应考虑的因素
结构中的所有成员都应该具有足够的强度，僵硬和韧性，以确保在使用寿命期间适当的休息。成员应具有足够的力量，僵硬和韧性，以确保在使用寿命期间运作的推进者。
保留的强度必须提供：
- 偶尔超载-低估负荷
- 来自指定的材料的曲率的可变性。
- 由于工艺，建设实践导致的力量变化。
目标是防止达到极限状态。
1.适应站点:
例如，如果结构是一个建筑，设计师必须创建一个计划，有适当的安排房间，走廊，楼梯，窗户，电梯，紧急出口等，所有的计划应该适应现场，以使它是可行的，接受美学和合理的成本。这叫做功能规划。
2.结构方案：
结构方案依赖于功能规划。结构方案包括在建筑物中柱子的位置，它是与功能平面一起制定的，必须预期在成品天花板和成品地板之间有足够的空间来放置柱子。
3.结构分析:
一旦定义负载并且设计被布置，必须执行结构分析以确定将在框架的各种成员中产生的内部力。必须进行假设，应该确保现实的结构也表现得如此（并且假设表现出来）。
4.成员的比例:
成员必须按照安全为重点比例。
5.安全系数:
设计规范的开发，提供适当的安全裕度值，失败的可靠性和概率必须考虑到以下因素。
- 关于强度和其他物理性质的材料的可变性
- 预期负载的不确定性
- 计算内部力的精度
- 腐蚀的可能性
- 损害程度，生命丧失
- 操作的重要性
- 工艺质量
结构的设计安全性可以通过以下两种方式进行评估:
- 容许应力设计
- 负载和电阻系数设计
A.许用应力设计:
- 基于材料的线性弹性行为。
- 压力是允许的限制。
- 没有利用材料的全部强度，但我们使用较少的值作为有限的应力值。
- 它基于材料的线性弹性行为
- 结构构件上的应力保持在允许范围内
- 不使用材料的全部强度，而使用较小的值作为极限应力值。
- 拉压应力除以一个安全系数得到一个许用应力或工作应力。
答：我使用ASD方法的缺点的缺点
- 在ASD中，我们假设在施加任何荷载之前，构件的内部应力为零，即构件中不存在残余应力。
- 相对而言，这在钢铁行业很重要。ASD结合了恒载和活载，并以相同的方式处理它们，没有给出合理的强度措施。因为强度是比许用应力更基本的阻力度量。安全只适用于应力。荷载被认为是均匀的。为了克服上述局限性和不足，LRFD应运而生。
- 假设在施加任何载荷之前，构件中的应力是零的，则构件中没有存在残余应力。这在钢中相对重要，因为在钢的制造过程中被冷却时，顶部的冷却速率与底部或中间不同，因此导致差动冷却，从而导致内部引起诱导的应力。
- 没有给出合理的强度。因为强度是比容许应力更基本的阻力度量。
- 安全仅适用于应力水平。荷载被认为是均匀的。如果没有，只有选择是安全因素。
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