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钢结构厂房的极限状态

作者: 编辑: 来源: 发布日期: 2020.10.21
信息摘要:
钢结构厂房的极限状态:和其他土木工程结构一样,钢结构厂房的极限状态分为承载力极限状态和正常使用极限状态两类:

钢结构厂房的极限状态:和其他土木工程结构一样,钢结构厂房的极限状态分为承载力极限状态和正常使用极限状态两类:

钢结构厂房的极限状态

(1)承载力极限状态对应于构件和连接的强度破坏、脆性断裂和因过度变形而不适于继续承载,结构或构件丧失稳定,结构转变为机动体系和结构倾覆。

(2)正常使用极限状态对应于影响结构、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,影响正常使用或耐久性能的局部损坏。

承载力极限状态可理解为结构或构件发挥允许的最大承载功能的状态。结构或构件由于塑性变形而使其几何形状发生显着改变,虽未达到最大承载力,但已彻底不能使用,也属于达到这种状态。承载力极限状态虽然涉及变形,但其立足点是以不能继续承受荷载为前提。通常情况下承载力极限状态是不可逆的,一旦发生,结构就会失效,因此必须给予足够的重视。

钢结构厂房的极限状态

强度破坏是构件破坏的基本形式。强度破坏是指构件的某一截面或连接所承受的应力超过材料的强度而导致的破坏。构件截面削弱处经常是强度破坏的控制截面。在钢结构厂房实际工程中,真正的强度破坏并不多见,这往往是因为材料达到抗拉强度f。之前已经发生了比较大的塑性变形而不能继续承担荷载。

钢材具有良好的塑性变形能力,并且在屈服之后还会强化,抗拉强度高于屈服强度,在设计钢结构厂房时可以考虑适当利用材料的塑性。但是,伴随钢材塑性的增加,变形也随之变大,如果最终导致结构产生过大的变形而不适于继续承载,也达到了承载力极限状态。

例如,桁架的受拉弦杆如果以抗拉强度而不是以屈服强度作为极限承载力,受拉弦杆就会产生大变形,桁架就不能继续承载。所以,钢构件抗拉设计的标准值取自屈服强度而不是抗拉强度。和强度破坏相反,失稳在钢结构厂房中具有普遍的可能性。钢结构厂房的受弯受压、受压兼受弯的构件截面中都存在不同程度的压应力。

钢结构厂房的极限状态

只要有压应力存在,稳定问题就不可避免。钢构件的截面小,组成构件的板件比较薄,失稳可能性现象比钢筋混凝土结构严重得多。构件和结构一旦失稳,一定是突然发生的,其后果不堪设想。

导致构件丧失稳定的因素很多,也比较复杂,不仅涉及构件的尺寸和材料的性能,还涉及结构的整体状况。所以保证结构和构件的稳定是钢结构厂房十分突出的重要问题正常使用极限状态可理解为结构或构件达到使用功能上允许的某个限值的状态。

例如,某些结构必须控制变形才能满足使用要求,因为过大的变形会造成该结构上的轨道严重变形,影响轨上车辆的行走,更大的变形易导致桥面损坏。钢屋架的大变形会导致屋面材料出现裂缝或者屋面积水等后果,过大的变形还会使人们在心理上产生不安全的感觉。正常使用极限状态所指的局部损坏是以结构或构件无法继续使用为前提。

钢结构厂房的极限状态

以上即是关于“钢结构厂房的极限状态”的相关介绍,正常使用极限状态中的变形和振动限制,通常都在弹性范围内,可以通过改变结构或者构件的服役状态以减小变形和振动。正常使用极限状态是一种可逆的极限,可靠度的要求可以放宽些。桁架的下弦杆一般由强度控制,杆件也比较长,截面可以做得较小。但是太柔的杆件在运输、安装过程中都易于变形,在动荷载环境下还会产生振动,必须满足最大长细比的要求,往往不由它所承担内力的大小所控制。

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