第一节
钢结构设计原则

钢结构的设计（除疲劳计算外）采用以概率理论为基础的极限状态设计方法，用分项系数的设计表达式进行计算；承重钢结构或构件应按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行设计。

一、承载能力极限状态设计

（1）当结构或构件达到最大承载力、疲劳破坏或达到不适于继续承载的变形状态时，该结构或构件即达到承载能力极限状态。

当结构或构件出现下列状态之一时，即认为超过了承载能力极限状态：

1）整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡（如滑移或倾覆等）。

2）结构构件或连接因其应力超过材料强度而破坏（包括疲劳破坏），或因过度的塑性变形而不适于继续承载。

3）结构转变为机动体系而丧失承载能力。

4）结构或构件因达到临界荷载而丧失稳定（如压屈等）。

（2）承载能力极限状态计算，不考虑地震作用时， γ ₀ S ≤ R ；考虑多遇地震作用时， S _E ≤ R / γ _RE 。

1）对于基本组合，荷载效应组合的设计值 S 可按下述规定取最不利值确定：

①由可变荷载效应控制的组合：

②由永久荷载效应控制的组合：

③对于常用的排架和框架结构，可采用简化规则，并按下列组合值中取最不利值确定：

a.由可变荷载效应控制的组合：

式中 γ ₀ ——结构重要性系数，对安全等级为一级、二级和三级的结构构件，可分别取1.1、1.0 和 0.9 ，一般钢结构构件 γ ₀ = 1.0 ，设计工作寿命为 25 年，取 γ ₀ = 0.95 ；

S ——不考虑地震作用时，荷载效应组合设计值（力或应力）；

S _E ——考虑多遇地震作用时，荷载和地震作用效应组合的设计（力或应力）值按《建筑抗震设计规范》（GB 50011—2001）采用；

R ——结构构件承载力（或钢材强度）设计值；

γ _RE ——承载力（或应力）抗震调整系数，应按《建筑抗震设计规范》（GB 50011—2001）采用，柱、梁取 γ _RE = 0.75 ；支撑取 γ _RE = 0.8 ；节点板件，螺栓连接取 γ _RE = 0.85 ；焊接连接取 γ _RE = 0.90 ；

γ _G 、 γ _Q1 、 γ _{Q i} ——永久荷载、第一个可变荷载和其他第 i 个可变荷载的分项系数，见表 1-1 ；

S _Gk —按永久荷载标准值 G _k 计算的荷载效应值；

S _Q1k ——按第一个可变荷载标准值 Q _{1 k} 计算的荷载效应值，该可变荷载的效应大于其他任意第 i 个可变荷载的效应值；

S _Qik ——其他第 i 个可变荷载标准值 Q _{i k} 计算的荷载效应值；

ψ _{c i} ——第 i 个可变荷载 Q _i 的组合值系数，见表1-1；

n ——参与组合的可变荷载数。

b.由永久荷载效应控制的组合仍按式（1-2）采用。

2）对于偶然组合，荷载效应组合的设计值宜按下列规定确定：偶然荷载的代表值不乘分项系数；与偶然荷载同时出现的其他荷载可根据观测资料和工程经验采用适当的代表值。各种情况下荷载效应的设计值公式，可按有关规范另行确定。

注：1.基本组合中的设计值仅适用荷载与荷载效应为线性情况。

2.当无法明显判断其效应设计值为诸可变荷载效应设计值中最大时，可轮流以各可变荷载计算其效应，选其中最不利的荷载效应组合。

3.当考虑以竖向的永久荷载效应控制的组合时，参与组合的可变荷载仅限于竖向荷载并于表中组合值中取最不利值确定。

二、正常使用极限状态

当结构或构件达到正常使用的某项规定限值的状态时，该结构或构件即达到正常使用极限状态。

当结构或构件出现下列状态之一时，即认为超过了正常使用极限状态：

（1）影响正常使用或外观的变形。

（2）影响正常使用的局部损坏。

（3）影响正常使用的振动。

（4）影响正常使用的其他特定状态。

设计结构或构件时通常按承载能力极限状态设计以保证安全，再按正常使用极限状态进行校核以保证适用性。

对于标准组合，荷载效应组合的设计值 S 可按下式采用：

式中 S ——荷载效应组合的设计值（挠度或位移）；

G ——结构或结构构件达到正常使用要求的规定限值；

S _Gk ——按永久荷载标准值 G _k 计算的荷载效应值；

S _Q1k ——按第一个可变荷载标准值 Q _{1 k} 计算的荷载效应值，该可变荷载的效应大于其他任意第 i 个可变荷载的效应值；

S _{Q i k} ——其他第 i 个可变荷载标准值 Q _{i k} 计算的荷载效应值；

ψ _{c i} ——第 i 个可变荷载 Q _i 的组合值系数，见表 1-1 ；

n ——参与组合的可变荷载数。 LREYTg0RKcw5zCX6S2JCJ/cfB2Shld15iH4AQwiJxDLhsqGJo60TLAAN0cHdB0c0