§1.1 鋼結構的發展歷史公元前200年，秦始皇時代，鐵造橋墩；公元60年，漢明帝時代，鐵鏈懸橋（蘭津橋）濟寧寺甘露寺大渡河鐵索橋廣州中山紀念堂圓屋頂錢塘江大橋南京長江大橋首都體育館上海體育館大型企業廠房300多年前上世紀30年代上世紀50～60年代中國國際貿易中心京廣中心大廈深圳發展中心地王大廈黑龍江電視塔1990年北京亞運會場館現在，金茂大廈421m，環球金融中心460m帝國大廈381m新加坡雙塔大廈450msearstower

443m世界貿易中心402m結論：材料：連接：上世紀80年代后國外結構形式：橋

→塔

→工業與民用建筑鑄鐵

→鍛鐵

→鋼銷釘

→鉚釘

→焊接

→螺栓金茂大廈臺北101大廈448/508最 最高 高使 屋用 頂樓 高層 度438 448m m環球金融中心新加坡雙塔大廈95層世貿中心英國倫敦千年穹頂－D320m02年世界杯－韓國大邱體育場國家大劇院上海八萬人體育場上海八萬人體育場施工現場組合鋼管懸挑空間桁架—70m多澳門東亞運動會體育館澳門東亞運動會體育館－亞洲跨度最大的桁架上海南站鋼結構圓屋頂－D265m長31km東海大橋鋼結構工程海上段28km 橋寬31.5m336m320m建設中歪的迪拜恰塔建筑高竿度是絕氧密，現縮慧已建成62符9m迪拜牧塔效悼果圖鳥巢水立卷方水立方中國工說程院院士董石麟亮：“掩(水移立方間)結震構形抬式我型們現洪在咐叫它迫多面竊體空扇間鋼早架結藥構。強這一炮種結子構在寬過去覽，不使單單級在慢我們躺國家令，在逗世界潛上還啦是沒債有的問”。濟南奧細體中心弦效果圖（十一勇屆全運籌會）濟南奧廢體中心§1.棕2鋼結構帽的特點英和應用一.鋼結構貫的特點自重亞輕、興承載參力高侵；為同或跨度旺、同則荷載當鋼筋毅混凝周土屋洽架的就（1/瞧3～1/慈4）重。特別嚼是地腎質條錫件差挎的地效區，蛋降低肥地基垮、基假礎的喬造價奸。鋼材病的塑符性和暫韌性濫好；崗（后騙面介鋸紹）接近井于勻肌質等霸向體統；內部黨組織浙均勻爬，各次方向唱物理暗性能睬基本購相同傅，在男使用躍階崗段，哄變形駛較小棍。此挑特點褲與力揭學假獵定吻帳合較沉好。焊接企性能惰；指鋼材刷在焊接騎過程中風和焊后喚，保持紹焊接部授分不開愛裂的歲完整性咸的性質幫。不滲懂漏；便于做缸成密閉童容器。7.耐腐蝕查性差；涂防腐醒漆混每凝土包混裹8.耐熱好迅，防火瀉差。t<15蛾0℃，妹性能檔變化艦不大t>150℃，長性能瘋變化這大t>60煤0℃，所強度沿為0涂防火穴涂料混凝土融包裹二.鋼結量構的結應用1.工業廠磚房跨度饞、柱硬距較董大，拔有1薯00僑t以添上重棒級或冤中級坐工作肺制吊惕車詠的廠產房，司有熱輸輻射朱的廠資房。事現什角么廠稼房都撐可采脈用。2.大跨結團構解決辦參法解決辦倚法→網野架、歇網殼錦、懸遍索周圍溫頑度超過葬150態℃，難采取防院護措施廠房→鋼屋紛架體搶育館、巨會館高聳會結構奴和高藝層結瓣構自重輕胖、截面渾小，減詳小風荷涌載。受動蔽力荷況載作習用的渡結構鋼材的撇韌性好揭，動力菊性能高膜。容器與朝管道可拆憂卸和析移動記的結簽構如流項動式離展覽宅館、盯活動豆房。其它愧。如海綠洋平肆臺、其碼頭井、輸租煤棧垂橋等筐。總之，宏采用鋼盤結構，許工期短筒、造價咬高，應特從綜合解經濟聽效益來霸考慮。§1.3鋼結眉構的蘋設計悠方法鋼結構裳設計時頂，必須科滿足一玻定的設炕計準則踢，即在蜂滿足功能熄要求的零前提下省，做到千安全可糞靠、技磨術先進母、確保角質量揮和經濟觀合理。一.安全系登數法（敵容許應趨力設計華法）KyσSA≤σf構件晃中應板力容許元應力S：全態部荷懶載引績起的汁結構延構件學中的砍內力恭；A：幾爽何特線性，禽即截簽面面滾積或繪截面摔抵抗故矩等昆；fy：材捎料的可標準赴強度改，針燙對鋼火材為狼屈服統點；K：安織全系懶數。安全系挎數憑經畜驗而定倒，因而薯不同構埋件的安職全度不抗可能途相同，濾故不合么理。注意盡：疲司勞計刷算還緞采用米此法搭。二.極限瓣狀態吉設計售法極限歡狀態：當結構扒或其組妥成部分租超過某招一特定腹狀態，就不剖能滿失足設疑計規盒定的紅某一于功能叫要求吊時，脖此特拔定狀握態就兆稱霜為該帆功能秩的極冒限狀持態。承載力陽極限狀臣態正智常使用謠極限狀蕩態如傾覆瘋。②結構構浩件或連害接因超跪過材料道強度而壯破壞（特包括惜疲勞強生度），兵或因過肥度變形仍而不適調于繼續懲承載球；③結構轉己變為機古動體系辦；④結構多或結秘構構皮件喪黃失穩是定；⑤地基秀喪失糧承載扇能力浸而破榆壞。分為具體為承載力壤極限狀廣態：指結構喂或構件宇達到最醒大承載遙能力或杜是出現不杜適于繼勤續承載揉的變形誦。包括舒靜力杏強度許、動污力強奴度、什穩定昆、傾資覆等自。①整個斷結構傲或結動構的焦一部建分作殿為剛尚體失復去平略衡；正常王使用引極限缸狀態：指結構悠或構件育達到正匪常使用談或耐久性的寺某項莖規定掛限值坑。①影響正低常使歇用或返外觀稱的變插形；②影響正常鑰使用或弊耐久性掘的局部放損壞（需包括牲裂縫）臥；③影響正常籮使用的遷振動；④影響正必常使速用的步其它贈特定連狀態棒。具體為1.極限吩狀態狐設計引法是以農概率邊理論跨為基言礎，明把有短變異匯性的鳥設計購參數蓬通過族概償率分太析引箏入結丹構設疼計中陽。根據貓應用濱概率懼分析紙的程托度分魔為三背種水沃準：半概難率極爆限狀籠態設矩計法泳；之近姜似概憐率極錯限狀袍態設剛計法匪；愁全概堅率極封限狀頑態設竄計法惜。作用：是使竹結構燙產生債內力粗和變接形的妹所有今原因江。降又稱蛾荷載除效應折，以S表示扛。如荷載到、溫度觀變化、閃地震力苦等。抗力：結構絲式或構努件的汗承載礦力，以R表示。它取決就于材料遙的強度別和構件鋸的幾何收因素。可靠劃性：指結遼構在色規定捕的時挎間內切、規悉定的雙條件胃（正旗常設辮計寬、正剃常施初工、警正常該使用頁、正華常維幸護）逐下，鄰完成化預那定功寄能的掘能力遲。預定功展能：就野是對于淘規定的眠某種功錦能來說篇，結構不失場效。可靠性閑是結構嬸安全性蜂、適用堵性、耐穩久性的吳概稱。含可靠池度：用來衡縫量結構獨可靠性誰的指標疾。指結削構在毀規定窯的時究間內星、規醋定的述條件罵下完淺成預霧定功能蝕的概傳率。當結冰構或吐構件鳴的抗消力等伸于荷恭載效絞應時喜，此拘結構般或也構件煌達極鑰限狀抗態。極限讀狀態含方程Zg(R蟲.S)R-S0R>S時，豈可靠R<常S時，芽失效由于基耳本變量賽的不定診性，即約各變量聰可能出險現高值噴或低符值，因床而也不銜能保證元結構絕則對可靠剃。通常，肅認為可哲靠概率儉足夠大拼，或者拒說，失眠效概率塔足夠小，挑就可認自為結構然是安全療的。可靠概再率即可怒靠度，用ps表示，ps＝g(捏R-樹S留>0絕)失效概仇率用pf表示撿，pf＝g(氏R-倒S<0)叉pf+ps=1.壺0結構可毯靠就是泥指失效絞概率小棵到人們租可以接漲受的程密度。坑可接受在的失效尖概率為法萬分之莖幾。設計中搏，荷載孟、材料務強度等向指標大校都是隨剪機變量竿，多呈勞正態近分布碌，一挨些非樂正態見分布訊的隨蛇機變創量（落如風癥載）食可呢以通戶過數像學變邀換成侄當量壞的正延態分燈布。故此認為R、S為正態息分布。所以，燦極限狀吧態函數Z=R耐-S也是宿正態住分布取的隨糧機變尚量。Z的概率令分布曲憶線Z<鞋0失效萄概率σR、σS表示R、S的標準壇差Zf(Z勢)μZβσZ即R-S<0失效0∫∞f(z澤)dzpfμZμR-μSR松Sσ2σ2則Z的平虹均值Z的標謹準差σZZ很難求貞出，而Z的特征遠值較易艱求。用μR、μS表示R、S的平畢均值從圖中違看出，pf與μZ至原點膊的距離罷有關，考計算貞復雜，攤想其它胳辦法。令μZβσZ，則pf與β之間也巷存在相肺應關系勻，β大，則pf小，反蓋之亦然盤，經理隆論計詳算，β與pf一一即對應鵲。故β也可作己為衡量育結構可然靠性的滲一個指黨標，稱臣為當然，糊要滿足顏結構構捧件承載熟能力的培可靠指杰標要求扣，β不應丸小于?規范?規定伍值。由于R、S采用了都近似的裙正態分禽布，故蹤蝶算得的β、Pf值是斧近似緣瑞的，瀉故稱藍為近胖似概舌率極狗限狀櫻態設單計法漁。由于Z的分盾布很誓難求茂出，Pf計算復樣雜，采用β代替Pf來度熱量結閉構的街可靠畏性。據統計劍資料，知R、S平均值醬和標準糧差后，離即知β。2.設計表浴達式按可靠艙指標設敢計不易我掌握，?規后范?年將極著限狀桂態設創計惱公式優等效擋地轉構化為柴分項余系數忍設計漿公式尊。分項懇系數查不是頂憑經用驗而藍定，括是以進可靠毅指標β為基根礎采用概臺率設計內法求出練。2sσ2RσμR-μS“可桑靠指么標”。β對應獲查出Pf（1）承載諒力極態限狀筑態Z＝R-死S＝0S≤R其中：RK：抗力豪標準值掃；②由恒南荷載效鋼應控制膜的組合fKAγR1.1重要嫌結構1.0一般嫩結構0.9次要結拐構應考題慮偶然組仗合：偶然設饞計狀況油（如撞蝴擊、爆崇炸、火必災等）S取值答：基本蜂組合①由榴活荷在載效致應控觸制的糞組合取不毫利組緊合fdARRKγR引入結叔構重要獵性系數γ0γ0S≤Rγ：材料堡抗力分直項系數星；RfK：鋼材相強度標袍準值；A：截面柴幾何借因素毛；fd：材料誦強度設擴計值。①由活荷縫載效應露控制的鳴組合：永久拐荷載的殖分項系洗數；此處虎不區鎖分各燥可變魂荷載猾作用緩的大低小。S∑ψγSSγ γnQ1拖KQ1GKGQiKQicii2SSγψγ SGKGQiKQicii1S∑（＊）式中：γGγ：第i個可變贏荷載的印分項系菠數；QiSGK：按永稅久荷載雹標準值GK計算的艷荷載效忠應值；SQiK：按可律變荷載愁標準值QiK計算弟的荷鄰載效扛應值搬；ψci：可變駕荷載Qi的組去合值至系數裹（查熱規范花）。②由恒腳荷載震效應潮控制標的組據合nSγSGKG∑QiKQii1Sγ0.釋9取不膜利組像合即：若僅有貍一個可驅變荷載寄，組輝合值系紋數取為1.仍0②由恒牙荷載嫂效應飯控制論的組紋合肆仍用午（＊宇）式存，或ψγSnSGKGQiKQicii1∑Sγ對框架脖、排架豬，公式寺簡化①為：由活荷陜載效應移控制的枕組合SγSGKγSQ1KGQ1n注：①基本組用合中的就設計值斧適用于刑荷載與蓬荷載效燭應線性綱的情免況；②SQ1K無法判摟斷時，逗輪次以戰各可變蜜荷載為SQ1K，然后取遇不利烏者；③當考向慮以灑豎向爽的永鉤久荷膜載效益應控椒制的屆組合咬時，灘可頃變荷泰載僅遼取豎努向荷扯載；（可作變荷章載效跌應控宿制時）=1極.0④γ取值：G時當）效應對愈結構不利時γ當效應Q對取結值構：有利時：=1霞.4=1然.3(工業物樓面榜活荷嘆標準躁值≥4k旬N/磨m2)（2）正晌常使臉用極賠限狀爪態S≤Cγ=1.較2GγGγ=1補.3堂5（永久秧荷載效蓋應控制GS取值：鋼結句構只候考慮衣荷載棵的標于準組透合。ni2SQ1K∑ψciSQiK標準俯組合：