目录

1. 设计理念
2. 荷载和阻力系数设计
3. LRFD的优点
4. 结构钢的力学性能
5. 设计过程
6. 钢结构设计的考虑因素
7. 双筋梁的设计方法

设计理念

1. 许用应力设计
2. 工作应力设计（混凝土）
3. 极限应力设计

要研究的课题和要学习的概念

1. 什么是结构设计？
2. 这是一个武断的过程还是科学的过程？
3. 如何设计结构体系？
4. 设计中涉及的参数？
5. 什么是结构体系的需求，什么是结构的承载力？
6. 需求与产能相关吗？
7. 钢结构设计的要求是什么？

需求：雪、地震、活载等。

极限状态：

一个结构系统或一个结构部件停止履行其设计功能的状态。

极限状态示例

1. 偏转
2. 乏力
3. 剪切
4. 屈曲
5. 轴承
6. 开裂
7. 弯曲
8. 扭转
9. 结算
10. 稳定性

强度极限状态

1. 弯曲
2. 剪切
3. 扭转

正常使用极限状态

1. 开裂
2. 过度偏转

为了克服上述缺点，LRFD得到了发展

荷载和阻力系数设计

1. 它不仅考虑了阻力的变化，还考虑了荷载的影响。
2. 提供相对安全的措施。
3. 通过规定设计结构的降低标称强度小于作用在结构上的系数荷载的影响，可获得设计中的安全性。

延展性：

结构在弹性变形中不破裂的能力。

冗余：

它是重新分配负载的能力。简支梁是确定的。固定梁不确定2度，因此有两个冗余动作。由于不定结构可以重新分配荷载，固定支承梁的效果更好。当荷载增加时，支座变为塑性，变成简支梁。但简支结构并没有经历塑性铰阶段，而是直接失效。

硬度：

它是抵抗磨损的能力。

钢材强度：

物体能承受的最大载荷。或者是钢在失效前能承受的最大载荷。据说钢屈服时就失效了。因此称为屈服强度

韧性：

结构或结构部件吸收能量的能力。

疲劳：

这是一个渐进的，局部永久性损伤下的波动应力。

LRFD的优点

LRFD考虑了荷载和阻力的变化。对于不同的极限状态，它实现了相当统一的安全级别。

ASD与LRFD的比较

• ASD是简单的方法，LRFD是复杂的方法。
• ASD将静荷载和活荷载结合起来，并以相同的方式处理它们。
• 在LRFD中，恒载和活载分配了不同的荷载系数，这很有吸引力。
• 在lrfd中，荷载系数和阻力系数更容易改变。

结构钢的力学性能

抗变形能力基于：

• 材料
• 长度
• X截面

设计过程

1. 梁的初步构件尺寸
2. 结构分析-建模、分析
3. 设计审查-构件修改
4. 估算成本
5. 编制结构图纸和规范
6. 结构分析和设计荷载
   1. 恒载
   2. 活荷载
   3. 平均重现期或
   4. 重复间隔或
   5. 各种占用的活荷载
   6. 减少基本设计活荷载
   7. 冲击载荷
   8. 风荷载

钢结构设计中应考虑的因素

结构中的所有构件应具有足够的强度、刚度和韧性，以确保在使用寿命期间正常工作。构件应具有足够的强度、刚度和韧性，以确保在使用寿命期间正常工作。

预留强度必须满足：

• 偶尔过载-低估负载
• 材料应力与规定值的差异。
• 由于工艺、施工实践造成的强度变化。

目标是防止达到极限状态。

1.适应现场：

例如，如果结构是建筑，设计师必须创建一个平面图，该平面图对房间、走廊、楼梯、窗户、电梯、紧急出口等进行适当的布置，并且所有这些平面图都应根据现场情况进行调整，以使其可行、美观且成本合理。这叫做功能规划。

2.结构方案：

结构方案依赖于功能规划。结构方案包括建筑物中柱的位置，应与功能平面图一起制定，且完工天花板和完工地板之间必须有足够的空间用于柱的位置。

3.结构分析：

一旦确定了荷载和设计，就必须进行结构分析，以确定将在框架的各个构件中产生的内力。必须作出假设，并应确保结构在现实中也能按预期（和假设的行为）运行。

4.成员比例：

构件必须与安全系数成比例。

5.安全系数：

在制定设计规范以提供安全边际、可靠性和失效概率的适当值时，必须考虑以下因素。

1. 材料在强度和其他物理性能方面的可变性
2. 预期负荷的不确定性
3. 计算内力的精度
4. 腐蚀的可能性
5. 损坏程度，生命损失
6. 操作重要性
7. 工艺质量

结构的设计安全性可通过以下两种方式进行评估：

1. 许用应力设计
2. 荷载和阻力系数设计

A.许用应力设计：

• 基于材料的线弹性行为。
• 应力在允许范围内。
• 不使用材料的全部强度，但我们使用较小的值作为极限应力值。
• 它是基于材料的线弹性行为
• 结构构件上的应力保持在允许范围内
• 不使用材料的全强度，但使用较小值作为极限应力值。
• 拉压应力除以安全系数，得到容许应力或工作应力。

A.i使用ASD的缺点-ASD方法的缺点

1. 在ASD中，我们假设在施加任何荷载之前构件的内应力为零，即构件中不存在残余应力。
2. 这在钢中相对重要。ASD结合了恒载和活载，并以相同的方式处理它们，并且没有给出合理的强度测量。因为强度是比许用应力更基本的阻力度量。安全只适用于压力。荷载被认为是均匀的。为了克服上述局限性和缺点，LRFD应运而生。
3. 假设在施加任何荷载之前，构件中的应力为零，即构件中不存在残余应力。这一点在钢中相对重要，因为在钢的制造过程中，当钢冷却时，顶部的冷却速度与底部或中部不同，因此会导致不均匀冷却，从而在内部引入诱导应力。
4. 没有给出合理的强度度量。因为强度是比许用应力更基本的阻力度量。
5. 安全仅适用于应力水平。荷载被认为是均匀的。如果不是，唯一的选择就是安全系数。