本文简要介绍了容许应力法、破坏阶段法、极限状态法、概率(极限状态)设计法四个
结构设计理论,并且列出了我们经常用的容许应力法和概率(极限状态)设计法的实用
表达式和参数选用,通过对上述两种方法参数的比较,总结出我们在
工程施工中临时结构设计的实用办法和注意事项,以期望提高广大现场施工技术人员的设计水平的目的。
1、前言
我们在钢结构设计中经常用到容许应力法和概率(极限状态)设计法,有些没有经验的技术人员在设计计算中经常将二者混淆,因此有必要将两种设计计算方法进行介绍和比较,供广大技术人员参考。
2、四种结构设计理论简述
2.1、容许应力法
容许应力法将材料视为理想弹性体,用线弹性理论方法,算出结构在标准
荷载下的应力,要求任一点的应力,不超过材料的容许应力。材料的容许应力,是由材料的
屈服强度,或极限强度除以
安全系数而得。
容许应力法的特点是:
简洁实用,
K值逐步减小;
对具有塑性性质的材料,无法考虑其塑性阶段继续承载的能力,设计偏于保守;
用K使构件强度有一定的安全储备,但K的取值是经验性的,且对不同材料,K值大并不一定说明安全度就高;
单一K可能还包含了对其它因素(如荷载)的考虑,但其形式不便于对不同的情况分别处理(如恒载、活载)。
2.2、破坏阶段法
设计原则是:结构构件达到破坏阶段时的设计承载力不低于标准荷载产生的构件内力乘以安全系数K。
破坏阶段法的特点是:
以截面内力(而不是应力)为考察对象,考虑了材料的塑性性质及其极限强度;
内力计算多数仍采用线弹性方法,少数采用弹性方法;
仍采用单一的、经验的安全系数。
2.3、极限状态法
极限状态法中将单一的安全系数转化成多个(一般为3个)系数,分别用于考虑荷载、荷载组合和材料等的不定性影响,还在设计参数的取值上引入概率和统计数学的方法(半概率方法)。