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:
叫
(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。