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1.1 基本设计原则

1.1.1极限状态

轻型钢结构的设计采用以概率理论为基础的极限状态设计方法,以分项系数设计表达式进行计算。

轻型钢结构的承重结构及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。

1.1.1.1 承载能力极限状态

1.《钢结构设计规范》 GB50017-2003 中的规定

承载能力极限状态包括:构件和连接的强度破坏、疲劳破坏和因过度变形而不适于继续承载,结构和构件丧失稳定,结构转变为机动体系和结构倾覆。

按承载能力极限状态设计时,应考虑荷载效应的基本组合,必要时尚应考虑荷载效应的偶然组合。

2.《冷弯薄壁型钢结构技术规范》 GB50018-2002 中的规定

按承载能力极限状态设计冷弯薄壁型钢结构,应考虑荷载效应的基本组合,必要时尚应考虑荷载效应的偶然组合,采用荷载设计值和强度设计值进行计算。荷载设计值等于荷载标准值乘以荷载分项系数;强度设计值等于材料强度标准值除以抗力分项系数,冷弯薄壁型钢结构的抗力分项系数 γ R =1.165。

3.《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》 CECS 102 :2002 中的规定

当结构构件按承载能力极限状态设计时,应根据现行国家标准《建筑结构荷载规范》 GB 50009 的规定,采用荷载效应的基本组合计算,并符合式 1.1 的要求:

式中 γ 0 ——结构重要性系数。对一般的门式刚架钢结构构件安全等级取二级;当设计使用年限为 50 年时,结构重要性系数取不小于1.0;当设计使用年限为 25年时,结构重要性系数取不小于 0.95 ;

S ——不考虑地震作用时,荷载效应组合的设计值;

R ——结构构件承载力的设计值。

1.1.1.2 正常使用极限状态

1.《钢结构设计规范》 GB50017-2003 中的规定

正常使用极限状态包括:影响结构、构件和非结构构件正常使用或外观的变形、影响正常使用的振动和影响正常使用或耐久性能的局部损坏。

按正常使用极限状态设计时,应考虑荷载效应的标准组合。

2.《冷弯薄壁型钢结构技术规范》 GB50018-2002 中的规定

按正常使用极限状态设计冷弯薄壁型钢结构,应考虑荷载效应的标准组合,采用荷载标准值和变形限值进行计算。

3.《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》 CECS 102 :2002 中的规定

当结构构件按正常使用极限状态设计时,应根据现行国家标准《建筑结构荷载规范》 GB50009 的规定采用荷载效应的标准组合计算变形,并符合本章 1.4.1 节变形规定的要求。

1.1.2 承载力设计验算

1.《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》 CECS 102 :2002 中的规定

在抗震设防地区,门式刚架轻型房屋钢结构应按现行国家标准《建筑抗震设计规范》 GB 50011 进行抗震验算,并符合下列式 1.2 的要求:

式中 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值;

γ RE ——承载力抗震调整系数。

当由抗震控制结构设计时,尚应采取抗震构造措施。

2.《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》 CECS 102 :2002 中的规定

承载力抗震调整系数应按表1.1的规定采用:

表1.1 承载力抗震调整系数 γ RE

3.《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》 CECS 102 :2002 中的规定

门式刚架轻型房屋钢结构的地震作用效应可采用底部剪力法分析确定。抗震验算时,结构的阻尼比可取0.0 5 。

4.《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》 CECS 102 :2002 中的规定

结构构件的受拉强度应按净截面计算,受压强度应按有效净截面计算,稳定性应按有效截面计算,变形和各种稳定系数均可按毛截面计算。

5.对于基本组合,荷载效应组合的设计值 S 应从下列组合中取最不利值确定:

(1)由可变荷载效应控制的组合:

式中 γ G γ Q i ——永久荷载的分项系数,第 i 个可变荷载的分项系数,详见 1.2.3 节;

S Gk ——按永久荷载标准值 G k 计算的荷载效应值;

S Q i k ——按可变荷载标准值Q i k 计算的荷载效应值,其中 S Q1k 为所有可变荷载效应中起控制作用者;

Ψ C i ——可变荷载Q i 的组合值系数,见表1.7;

n ——参与组合的可变荷载数。

: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.当对 S Q 1 k 无法明显判断时,轮次以各可变荷载应为 S Q1k ,选其中最不利的荷载效应组合。

(2)由永久荷载效应控制的组合:

:当考虑以竖向的永久荷载效应控制组合时,参与组合的荷载仅限于竖向荷载。

(3)对于一般排架、门式刚架和框架结构,基本组合可采用简化规则,并应按下列组合中取最不利值确定:

由可变荷载效应控制的组合:

由永久荷载效应控制的组合仍按式 1.4采用。

一般来说,对于永久荷载较小的、采用轻型屋面的门式刚架以及轻钢住宅多为可变荷载效应控制的组合。

1.1.3 正常使用极限状态验算

对于正常使用极限状态,一般考虑荷载效应的标准组合按式 1.7 进行验算:

式中 S ——荷载效应标准组合的设计值(挠度、位移等),可采用式 1.3 的表达式或采用简化规则,即采用式 1.6 的表达式,但取分项系数为 1 ;

C——结构或结构构件达到正常使用要求的规定限值,见 1.4 节。 suezuJsjjX9NsL1P+A6l5rPpV6/HZB90fs/dNgOE+tRGuGVEE3jvC9w1lA7HPwij

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