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说明: 当检验屋顶在风吸或倒灌风作用下的承重能 力时,可使用等

式( 15)。

在减少应力方面,土的压力能起到一定作用,应在下 面的设计值中赋上一值。

FE,d= yF FE,K

(16)

yF 等于

(712)受应力影响部件的持续作用 对于可变作用产生的应力,如持续作用的分量能将其 减少,则这些作用将形成作用组合。另外,对于 710 所处理的这些值,等式(12)中的YF的可由来取代 (对于应力增加的分量),或用取代(对于应力分量 的减小)。 对于框架或连续梁的分析,这些作用外加分量便不需 要。 如果控制持续载荷意味着在极限范围内有稳定性的保 证,则YF应赋以(如果应力增加),或(如果应力 -

减少)。

说明: 上面规定的作用附加组合,仅在水平梁建造 分析中起着关键

的作用,由于作用(力)差 产生的持续作用会引起的应力的增减。

( 713)次级应力的增加 如果产生的局部应力不重要,则可检查这系统或载荷 形式是否有轻微变化,如果需要,可增加其值或改变 其符号,这些应力可在分析中进行增加。

说明: 可以改变其符号,例如,零力矩点接头处的 弯曲力矩和桁架

杆件处较小的轴向力。

( 714 )意外组合

应力的设计值Sd可使用作用的设计值 Fd来算得。通 过持续作用

G、各不利可变作用 Qi和意外作用FA, 可形成适当的作用组成。

分配给持续作用和可变作用的设计值,可通过等式

( 12)和( 13)获得,不过 YF 取同一值;及由通过 下式赋给意外作用 Fa的值获得。

FA,d= yF FA,K。 (17)

yF等于同一的值

适用性极限状态分析的假设

( 715 )起源 除非其它标准中另有规定,适用性极限状态分析所需 的局部安全因素、组合因素、各作用的组合等,均应 由协议来确定。

说明: 通常,适用性极限状态分析采用变形大小的 分析方式,在此方

式中,应考虑到塑性行 为,尤其是对结构进行塑性 -塑性分析。 ( 见 表11)

( 716) 涉及威胁生命的适用性降低 当适用性降低会有生命危险时,则应根据进行分 析。 根据抵抗参数来计算抵抗

抵抗参数

( 717)设计值 通常,抵抗参数的设计值( 759 除外),应用局部安 全因素 yM 来除抵抗参数的特性值 Mk。

Md=Mk/y M ( 18 )

说明: 用 yM 来乘作用的设计值和抵抗参数的特性 值,得到的结果,

与使用作用的设计值和抵 抗参数所得到的值相等,条件是整个过程 中, ym 被赋同一值。

( 718 ) ?特性强度

特性强度 fY,K 和 fU,K 应由本文的第四章( 4)中获 得,或转用对应上屈服点的 5%分位点,抗拉强度 ReH和RM分别获得。

( 719 )特性刚度 特性刚度可通过截面的标准几何数据及弹性特

征或剪 切模量计算而得。 表1列出了各种材料及其特性值。

(720)在最终极限状态中计算设计力度时的局部安 全因素 除非其它标准中有规定,局部安全因素应赋。( 19)

(721 )在最终极限状态中计算设计硬度时的局部安 全因素 除非其它标准中有规定,局部安全因素应赋。( 20) 如果硬度的下降既不是应力 -增加,又不是应力 -减 少,则 yM 应等于同一值 ( 21 ) 如在特定情况下, 739 和 749 为内部弯曲和内部力矩 弯曲所给出取消,则 YM应等于同一值,这不考虑到 其它因素。

(722) 适用性极限状态下的局部安全因素 除非其它标准中另有规定,任一局部安全因素第于同 一值,应用到一般(整体)的适用性极限状态中 ( 22)

(723) 适用性的下降

当适用性降低会导致失去生命时,则局部安全因素为 等于,并使用最终极限状态分析来计算设计强度(见 720 项)。 抵抗

( 724)抵抗

抵抗Rd可由抵抗设计参数 Md算得,或凭借经验确

在测试的规定、执行及评估过程中,专门技 术是必不可少的,故只有具有合适资质及经 验的机构,才能胜任此任务(见 207)。

不灵敏系统

如果作用(力)中,应力变化的效果不重要,则可 假设这些应力是作用设计值的倍,当假设局部安全 因素为时,则应进行最终极限状态分析。

定。 说明:

表11分析方式

应力Sd的 抵抗Rd的 方式 计算依据 1 弹性-弹性 弹性理论 2 弹性-塑性 弹性理论 3 塑性-塑性 塑性理论 说明1:如作用的变化对应力影响不大,则为了保持 足够的整体安全

性,赋给抵抗的局部安全因 素应有所增加。

说明2 :在抗摇钢绳系统或作为钢绳的框架中,其抗 拉力将以递减的

方式增加。

对于线性构成件的弯曲,将不属此情况。

分析方式

726) 分类

分析应采用表11中所列的1或3种方式。

下面有关弹性-塑性和塑性-塑性分析的技术规定,仅 适用于抗拉强度

与屈服强度之比超过的结构钢。

说明1:总的来说,塑性-塑性分析是根据应力的,而 塑性-弹性分析

则是研究内部力和力矩的, 至于塑性-塑性,却是分析某一作用,或内 力及力矩的。

说明2 :对于401说明1和说明2中所列的钢号,其 抗拉强度与屈

服强度之比大于。

727) 一般说明

分析应考虑到:

- 结构的变形(728) - 几何不完整性(729 ff) - 紧固件的滑动(733) -

偏心率的设计(734)

728) 结构的变形

结构的变形应考虑到会导致应力的增加。 说明:当出现负升力时(采用二阶理论计算,

DIN

18 800第二部分)或如果当设计载荷增加时 (例如:在

平屋顶上积有雨雪时),结构变 形会引起应力的增加。

计算根据的假设是,发生变形的系统处在平衡状态中 (二阶(近似)理论)。 当受控的内部力和力矩不超过

10%,而大于一次变形

产生的影响时,这里忽略二次变形对平衡的影响。 (729)框架中的几何不完整性

如几何不完整性采取的形式是线性构成件的初次摆 动的理想,当其产生应力增加时,则要加以考虑。

摆动不理想可假设发生在构成件或框架中,当发生变 形后是产生力矩的原因,并处在受压状态下。

计算依据 各项的处理 弹性理论 752 塑性理论 753 塑性理论 754 选定不理想的摆动,应是那些对考虑到的特定应力产 生不利影响的摆动。

在框架中适当的不理想摆动可以是在准备制作和安全 期间,发生与设计尺寸有出入所至。这里的不理想无 需与系统几何学相一致。

a.

理想的构成件(链式细线)或具有初始不理想摆 动的构成件

1那 N 厂 扌 (连续粗线)

在上图中,Li、Lj和Lk为i、j和k构成件的长 度,而 和.则分别表示线性构成件 i和j 的不理想摆动。

b.

理想的构成件或框架(用链式细线表示)和具有 初始不理想摆动的构成件或框架(用连续粗线表 示)

在上图中,Lr和心「分别为构成件或框架的长度 和初始不理想摆动。

图12:不理想框架(符号)

说明 要假设729和732中所述的不理想(缺陷), 可适当考

虑与结构的理想几何原理的误差。在

DIN 18 800标准中,由于所处置的是同样的缺 陷,也考

虑到了结构缺陷的影响(例如:残余 应力)以及设计模型中不确定性的影响(例 女口,在塑性铰接理论中对部分塑料变形是不容 许的),所以其第二部分规定了考虑缺陷(不 理想)的方式。

M 4

变量

歡U * r2斟

图13框架中的不理想初始摆动(实例) 说明2:通过假定相同力的方式可确定不理想摆动的 允许值(DIN 18 800第二部分的图 7)。

当线性构成件其长度

不符设计要求,或者在接 合处构成件间的角度及支承点的位置不是设定 的值时,均可导致框架的不稳定。

通常不假定不意间节点处各构成件未能对准。

(731 )不理想摆动较低限定值

当生产和安全方式能有充分的说明,或可以证明其它 有关不理想的假定仍有效时,则可假定不理想摆动小 于由式(23)所得的值。

(730)不理想摆动的类型及幅度 初次 23)来算出。 最大不理想摆动,可通过式(

W —

400 (23)

这里r1等于&

它是仅适用于线性构成件、或应用 于线性组

合中的简缩系数,这里, 缺陷构成件的长度

大于 5m时,才对 考虑到的应力有严重的不

(732)受较小水平载荷力的框架

如果允许按照728所述的一阶理论进行分析,某与其 稳定性有关的框架和部件仅受较小水平载荷力的影响 (即:总计不到结构处非常不利垂直载荷的

1/400),则不理想(缺陷)可假定为等式(

得值的二倍。

说明:此可用于屋中层结构,它不受风力载荷的作

用。

由长度较短的构成件组 成)。

23)所

利影响。 '

它是一简缩系数,考虑到了 素。

n仅是

构成件不理想摆动或线性组合中的 独立因

在计算框架中的r2时,通常的假定n是在考虑的平面 中,每个楼层垂直构成件的数量。而受较小轴向力影 响的垂直构成件(即轴向力中不足

3: 737连接处的摆动模式可与滑动相对比。

主心轴在所有单个与弦杆主心轴相符的横截面处相平 衡。 说明 说明:偏心率的设计通常是详细设计的结果(例

如,常要涉及各接合点)

图14所述的是没有角撑板的节点,这里对角 线的主(中)说明 心轴与弦杆的主心轴不相符。

25%作用在垂直构

成上,并且此力使此楼面或平面达最大负载)不包括 在内。 说明1:由于在计算多层楼框架中的切变,可将初次 不理想摆动假定

为对考虑的楼层、楼层高度

(733)连接处的滑动

需要考虑到连接处的滑动,如果不明显,可以不计。 对于桁架杆,滑动就可以忽略。

说明

1:当连续梁在内部支承装置上通过其凸缘上的 搭接板进行对接时,

则孔隙与梁高的不利关 系会严重地影响到(整体)的连贯性。

2:当桁架起着支撑作用时,则有时应考虑到滑 动(例如:由于它们

产生最大的不利影响的摆动,即在计算

r1 (734)偏心率的设计 应适当考虑偏心率的设计。

当某桁架的弦其横截面的变化超过长度,则通常应 考虑到单个桁架构成件中载荷的偏心率,条件旧

时,垂直构成件的总长 L应取代此楼面垂 直构成件的长度。在其它的楼面中,用建筑 物高度Lr来取代

L (图12)。

图 14在投影平面中考虑设计中的偏心率 (735) 应力和张力

在弹性分析中应假定出线性弹性材料的行为(根据虎 克定律),同样在塑性分析中应假定线性弹性理想的 塑料行为。 材料应变硬化,如果是局部情况,则可以加以考虑。

说明:例如塑性铰接或受拉构成件处,应充分利用 到硬化度。 (736) 构成件横截面载荷/位移的关系 如果各因素不明显,则对于载荷

/位移的关系,可应

用简便的假定方式,此时应避免以下的方式:

说明1:不能使用 Bernoulli假定,例如,当应用下 述任一假定。

- 构成件不包括剪切阻力(反作用力)分量

- 梁(桁条)太短,其剪切应变可不计 - 没有发生受阻的力矩

说明2 :当某一截面塑型因素a pl大于时,则应考虑 到 755。

(737) 连接处载荷/位移的关系

作用在摆动模式中的框架及构成件,应对载荷 /位移

定一容许值,如从开始起就不明显,则可以忽略。 也可使用载荷/位移关系不完全线性表达式。

当发生在连接处的内部力及力矩改变了相应载荷位置 的标记时,则对滑动与刚性及强度的反复软化的影响 应有一个容许范围。 说明1:当梁的连接处未提供有加(劲)固条时,可 使用上述的规

定。

说明2:连接处的滑动,参见 733。 (738)残余应力、次应力及切口应力

残余应力源自生产过程(例如:轧制、焊接或平整 等),

对于次应力与切口应力,如果不考虑疲劳情况,则不 需要考虑(见

741)

说明:桁架杆处的构成件可以假设为在节点处铰接 无缺陷来进行计

算。

最终极限状态分析 标准和详细设计 (739 )内部弯曲 线性构成件及框架应根据 DIN 18 800第二部分的要

求,检查其内部弯曲。

如果对照一阶理论确定变形,明显的弯曲力矩的增加 不到10%,则通过二阶理论产生的变形对平衡的影响 可以忽略。 如果应用以下条件,则可认为是上述的情况:

a. 结构中的轴向力 N其和不超过系统中与理想弯

曲载荷 NKLD相关的轴向力的 10% (在塑性铰 接理论中,根据的是最终塑性铰接形成前的静态 系统)。

b. 无单位的细长度 『I不能超过^ ?这里

等于N/A,你等于儿:込,而冈等于&K”,而 rn等于。 _____

c.

所有线性构成件的特性值, ■■

再乘以一有效长度系数,

?不能大于一个

同一的数。

如果横截面或轴向力变化时,( E I) ,Nk1和Sk将由

定在最终极限状态分析的构成件中的点来确定,若有 疑问,可确认

检查一个以上的点。

说明:在a)、b )和c)中,N可假定为正值,如

DIN 18 800第2部分所述。(见

314项)

(740) 内部扭转弯曲

线性构成件和框架应如 DIN 18 800第二部分规定 的,对内部扭转弯曲进行确认。 而以下情况无需确认:

- 空心横截面的线性构成件。 - 在一截面的Z轴附近弯曲

-

在一截面中的 Y轴附近弯曲,它在 web轴处是对 称的,条件是受压凸缘在距离为

c的空间中各点

均受到内部约束,并可通过下式来确定:

(24)

这里:

是相关弯曲力矩的最大绝对值。

'

为标准长细比,由 川算得。 Z 为凸缘横截面 web轴z的附近的旋转半径,再 加上腹板的五分

之一。

(741) 抗疲劳强度

除了以下情况,均需进行有关疲劳的评估,这里的情

况是:可变的作用仅是雪、温度;如 DIN 1055 part 3 中14项确定的施加的载荷和无定期的风力载荷;或 满足上述的任一情况。

这里:

■为应力幅度,用 N/mm2表示,等于在设计可变载 荷下,最大与最小应力的差值,可变载荷可在最终极 限状态分析中,按的规定来确定,而 n为应力周期

数。

在计算虫c■时,是无需考虑第二段给出的可变载荷 的。

当有一个以上的可变载荷起作用时, 山u可以分别单

独计算。

说明:等式(26)所表达的条件,适合在很不利的

细节中对疲劳进行评估,并考虑到整个的人 (通过统计),包括这样的情况,即控制着 细节的分量不易接触,

以便检查和保养,并 且它的疲劳,其结果会造成结构的倒塌。等 式(26)中用到的应力是一保守值,而用在 最终极限状态分析中的那些应力,是不用于 疲劳评估的。

(742)孔的扣除

当在计算抵抗时,应对横截面处因孔而减少的面积做 容许度规定。 如果考虑到受挤压和剪切力的情况,则在以下情况中 是不设容许度的;

- 螺栓的孔隙不超过,或当值较大时,对于结构中 允许的变形没有限

制。

- 孔均为铆接孔。

如果等式(27)所述的条件被满足,则受拉段的部件 中,无需做孔

的扣除。

2 tor St 37.

Ajutto-)兰 1J for St 52.

在带有钻孔的横截面或部分横截面中,净横截面中的 受拉力NRd可以通过等式(28)来计算,用到的是 钢的抗拉强度。

九上/门25 PM)

(28)

当部分横截面受拉时,则可根据屈服强度来计算抵 抗,或者,如果式(27)中所形成的条

(27)

件被满足,则 横截面主(中)心轴因孔而发生的偏离将忽略。 当计算内部力和力矩以及尺寸的变化时,均不需要为 孔进行扣除。 说明:如果孔的间隙大于,则会发生较大的变形

(例如:由于会将孔压坏)。

(743)不对称连接

如果受拉构成件通过单个螺栓为不对称连接,则式

(28)中净横截面的面积应取为较小部分横截面面积 的二倍,即

ANetto=2A? (28)(见图15),除非己选 了一更严格的处置方

式。

(744)载荷转移点

当辗压截面1中载荷转移不需支撑时,如 503所述,

则极限载荷FR,d应由如下算得:

-这里 * —有着不同的符号,!心】则大于K。 图15角连接处的净截面

兔卢丄 S I

|ql血k)

FM

(29)

在其它情况下:

?译者注:A Brutto和A netto分别是总面积和净面积。

4 ---------- ----------■

这里:

bX

是图16中相关梁横截面的轴向应力。 S 是梁腹板的厚度

I

是图16所示的有效长度。

,如果腹板的长细比(即 h/s)不超过60,对于己焊 接的工字截面,可通过等式(29)和(30)来进行计 算。而当比值更高时,则应对照弯曲,对腹板做安全 性检查。

当计算c和I时(见图16a到c), r的取值等于焊缝 厚度。 说明1:在等式(25)和(30)中,可假定在整个长

度I和11 上, b z为不变应力。

说明2:在载荷转移的区域中,是不需要如

748中所

述的最终极限状态分析。

说明3 :在图16 a和c中,并未列出全部对平衡起作 用的力及支撑

反力。

弹性-弹性方式 (745)综述

应力和抵抗可通过弹性理论进行计算,就对以下情况 进行满足性确认。

a. 结构处在平衡状态 b. 在全部的横截面中,根据 72计算的应力不大于 设计的屈服强度fy,d。 c.

右全部的横截面中,表 12至14中给出的grenz (b/t*)和grenz(d/t)值,应与针对弯曲的安全要求

相一至,或更高,这由 DIN 18 800第三及第四

部分的规定来给于保证。

说明1:因为最终极限状态定义为其能力超过了

屈服的极限、而这里不考虑横截面和系 统中的(可)塑性能力。

说明2:使用弹性-弹性方式进行最终极限状态分 析中,如果故

障标准

aV不超过务川卩时,

则需要满足应力不超过屈服强度。

说明3:表12中的grenz (b/t)值,考虑到了 DIN

18 800第3部分表1,行1中的扣除因素 的增加,

作为边应力比的函数。

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说明:当检验屋顶在风吸或倒灌风作用下的承重能力时,可使用等式(15)。在减少应力方面,土的压力能起到一定作用,应在下面的设计值中赋上一值。FE,d=yFFE,K(16)yF等于(712)受应力影响部件的持续作用对于可变作用产生的应力,如持续作用的分量能将其减少,则这
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