文档介绍：从加拿大和欧洲规范看钢结构设计的进展西安冶金建筑学院陈绍蕃一加拿大和欧洲钢结构设计规范的主要特点最近十多年国外颁布的钢结构新规范在许多方面都有所更新值得我们重视和借鉴七十年代修订的各国钢结构设计规范中最引人注目的是加拿大标准协会( C SA)在 1 974年公布的《建筑钢结!构—极限状态设计》(标准 516 1 一1974) 这本规范(简称加规)不仅在结构安全度方面采用了近似概率法从而在基本计算方法方面前进了一大步并且在具体构件计算方面也吸收了当时已有的新成果同时在条文编排上颇有特色可以说是一本体现后来者居上的规范另一本具有鲜明特色的是欧洲钢结构协会( ECC)S 在 1978年公布的《欧洲钢结构建议》这本规范(简称欧规)是在集中了欧洲十几个国家的人力物力进行大量研究工作的基础上制订的在许多方面有所创新下面综合介绍这两本规范的主要特点进一步引用概率分析结构设计计算中所遇到的量大都是随机变量要做到对结构的可靠性心中有数就必须运用数理统计和概率计算的方法进行分析加规在这个问题上是以失效概率的分析为基础力求做到不同条件下的结构失效概率尽量一致我国在编制现行钢结构设计规范时也曾对 3号钢和16锰钢的屈服点进行统计分析但是影响构件承载能力的随机因素并不仅仅是材料强度指标一项还有计算方法的精确程度制造尺寸的偏差等其它因素因此需要对这些因素的影响做出综合分析加规对轴心拉杆的抗力用下式计算 N =功 Aaj 式中 A j—杆净截面积; 。—材料的屈服点; 功—构件的性能系数这就是说过去我们按极限状态设计所用的材料匀质系数已经被表征构件性能变异的性能系数所代替但为了计算简化使必值尽量一致有些因素可以并人构件抗力的表达式中去一般构件沪取 09 而螺栓则取 06 7 欧规除了同加规一样采用极限状态表达式外在分析具体构件(轴心压杆)的过程中也运用数理统计和概率计算欧洲钢结构协会组织了很大的力量分别在七个国家做了不同型式的上千根轴心压杆的试验又在美国补充做了重型柱试验分析试验结果时对同一类型同一长细比的多个试件的临界应力不是取其平均值而是根据概率分析取平均临界应力减去二倍均方差从而保证轴心压杆的失效概率不超过规定值同时还对轴心压杆的承载能力做了细致的理论计算计算时对影响承载能力的一部分因素如几何缺陷(截面尺寸偏差初弯曲初偏心) 短柱段的屈服应力等也都做了统计分析在综合分析几何缺陷屈服应力和残余应力这三个主要参数的影响时考虑它们的随机性质并不对每个参数都取可能出现的最不利值尽量利用塑性钢结构用的材料具有很好的塑性并且在塑性发展之后还有强化阶段但是受弯构件的传统计算方法以边缘纤维屈服作为承载能力的极限状态使相当大的一部分材料不能充分发挥作用我国现行规范沿袭过去的做法规定简支梁在一定条件下可以采用塑性抵抗矩但是由于附加条件比较多实际设计中很少采用超静定结构包括连续梁和刚架可以在一处或几处出现塑性铰后继续承受更大的荷载承载潜力就更大一些有的国家如美国虽然在六十年代的规范中就有超静定结构塑性设计的条文但是单独列为一个特殊部分加规打破了传统设计和塑性设计的界限把两者合在一起它把构件截面按受压板件最大宽厚比划分成四类第一类采用塑性设计的截面允许达到塑性铰弯矩和相继的弯矩重分配; 第二类紧密截面(即板件宽厚比较小者) 允许达到塑性铰弯矩但不出现弯矩重分配相当于简支梁考虑塑性; 第三类非紧密截