高性能结构钢Q345GJ设计参数分析

论文摘要

随着高层和大跨度钢结构的兴建,国内对钢结构材料也逐步进行着更新换代。国内率先由邯郸钢铁集团舞阳钢铁有限责任公司自主研发生产了优质建筑用钢材——高性能建筑用钢板。此种钢材在具有足够的强度的同时,还有较低的屈强比,因此具有更好的抗震性能;它还具有良好的综合力学性能和焊接性能、较窄的屈服点波动范围以及抗层状撕裂的能力（厚度方向性能）。因此高建系列钢材的出现解决了传统钢材用于高层与大跨建筑中易出现的一些问题。但是对于其设计参数的研究还是空白,为了推广高性能优质钢材和实现优材优用,使高建系列钢材进入《高层民用建筑钢结构技术规程》,本文基于试验和分析得出高建钢的抗力分项系数,提出科学合理的设计参数建议值。介绍了工程结构可靠性的基本概念,回顾了可靠性理论的研究历史,评价了工程结构可靠度分析常用的几种实用方法,分析了钢结构各结构构件抗力统计参数的影响因素,给出了各统计参数的计算方法。在实验得出Q345GJ的材性参数特征值的基础上,对各种受力构件进行可靠度分析,综合得出了Q345GJ的抗力分项系数。利用分析得出的抗力分项系数和《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）以及《建筑结构可靠度设计统一标准》（GB50068-2001）反算出各种受力构件的安全度指标,指出了结构构件在部分情况下可靠度偏低的问题,并作简要分析。对于风荷载参与的组合下可靠度指标偏低的现象,给出了调整的方法,有效的解决了风荷载参与的组合下可靠度指标偏低的情况。为了达到优材优用的目标,设想不同的受力特征构件使用不同的抗力分项系数,在大量分析的基础上,给出了这一系列参数,并且具有明显的经济性,可以作为工程应用参考。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 序言
• 1.1 国内外结构可靠性理论的发展状况
• 1.2 结构可靠性的工程应用概况
• 1.3 工程结构可靠性发展中的存在问题及其发展方向
• 1.4 本文所要研究的内容及其意义
• 2 工程结构可靠性分析及其分析方法
• 2.1 工程结构的不确定性分析
• 2.1.1 事物的三种不确定性
• 2.1.2 传统的确定性分析方法和基于概率的（不确定性）分析方法
• 2.2 工程结构可靠性分析
• 2.2.1 工程结构可靠性的基本概念
• 2.2.2 工程结构可靠性分析的基本内容
• 2.2.3 工程结构的极限状态
• 2.3 工程结构可靠度及可靠指标
• 2.3.1 工程结构的可靠度
• 2.3.2 工程结构的可靠指标
• 2.4 实用计算方法简述
• 2.4.1 一次二阶矩法
• 2.4.2 结构可靠度的蒙特卡罗（Monte Carlo）模拟
• 2.4.3 结构体系可靠度分析方法
• 2.5 实用计算方法小结
• 3 荷载及抗力的统计分析
• 3.1 荷载的统计分析
• 3.1.1 荷载的分类
• 3.1.2 荷载的随机变量模型
• 3.1.3 荷载的统计
• 3.2 结构构件抗力的不定性分析
• 3.2.1 概述
• 3.2.2 结构构件抗力不定性的主要因素
• 3.2.3 结构构件抗力R 的参数统计及概率分布
• 3.3 小结
• 4 Q345GJ 可靠度分析
• 4.1 目标可靠度的选取
• 4.2 抗力分项系数的分析方法
• 4.2.1 设计表达式
• 4.2.2 荷载组合的选取
• 4.2.3 抗力分项系数的计算方法
• 4.3 抗力分项系数的计算结果
• 4.3.1 分构件种类计算抗力分项系数
• 4.3.2 确定统一的抗力分项系数
• 5 反算可靠度指标
• 5.1 概述
• 5.2 可靠度指标的计算方法
• 5.3 可靠度指标验算的分析结果
• 5.4 存在问题及调整
• 5.4.1 与（GBJ68-84）结构构件承载能力的可靠指标的比较
• 5.4.2 可靠指标的调整
• 5.4.3 抗力分项系数的调整
• 5.5 与Q345、Q390 钢材的比较
• 6 分构件种类确定抗力分项系数
• 6.1 概述
• 6.2 分析结果
• 6.3 中、美钢结构规范可靠度比较
• 7 结论与展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录