本标准适用于建筑物(包括一般构筑物)的整个结构,以及组成结构的构件和基础;适用于结构的使用阶段,以及结构构件的制作、运输与安装等施工阶段 。本标准引进了现代结构可靠性设计理论,采用以概率理论为基础的极限状态设计方法分析确定,即将各种影响结构可靠性的因素都视为随机变量,使设计的概念和方法都建立在统计数学的基础上,并以主要根据统计分析确定的失效概率来度量结构的可靠性,属于“概率设计法”,这是设计思想上的重要演进 。
这也是当代国际上工程结构设计方法发展的总趋势,而我国在设计规范(或标准)中采用概率极限状态设计法是迄今为止采用最广泛的国家 。结构的作用效应常见的作用效应有:1.内力 。
轴向力,即作用引起的结构或构件某一正截面上的法向拉力或压力;剪力,即作用引起的结构或构件某一截面上的切向力;弯矩,即作用引起的结构或构件某一截面上的内力矩;扭矩,即作用引起的结构或构件某一截面上的剪力构成的力偶矩 。2.应力 。
如正应力、剪应力、主应力等 。3.位移 。
作用引起的结构或构件中某点位变(线位移)或某线段方向的改变(角位移) 。4.挠度 。
构件轴线或中面上某点在弯短作用平面内垂直于轴线或中面的线位移 。5.变形 。
作用引起的结构或构件中各点间的相对位移 。变形分为弹性变形和塑性变形 。
6.应变:如线应变、剪应变和主应变等 。极限状态整个结构或结构的一部分超过某一特定状态就不能满足设计规定的某一功能要求,此特定状态称为该功能的极限状态 。
极限状态可分为两类:1.承载能力极限状态 。结构或结构构件达到最大承载能力或达到不适于继续承载的变形的极限状态:(1)整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡(如倾覆等);(2)结构构件或连接因材料强度被超过而破坏(包括疲劳破坏),或因过度的塑性变形而不适于继续承载;(3)结构转变为机动体系;(4)结构或结构构件丧失稳定(如压屈等) 。
2.正常使用极限状态 。结构或结构构件达到使用功能上允许的某一限值的极限状态 。
出现下列状态之一时,即认为超过了正常使用极限状态:(1)影响正常使用或外观的变形;(2)影响正常使用或耐久性能的局部损坏(包括裂缝);(3)影响正常使用的振动;(4)影响正常使用的其它特定状态 。结构设计的基本任务,是在结构的可靠与经济之间选择一种合理的平衡,力求以最低的代价,使所建造的结构在规定的条件下和规定的使用期限内,能满足预定的安全性、适用性和耐久性等功能要求 。
为达到这个目的,人们采用过多种设计方法 。以现代观点看,可划分为定值设计法和概率设计法两大类 。
1.定值设计法 。将影响结构可靠度的主要因素(如荷载、材料强度、几何参数、计算公式精度等)看作非随机变量,而且采用以经验为主 。
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设计思路一、明确设计目的和目标1、设计目的;2、设计对象的作用;3、应达到的目标 。二、确定实现设计目的设计对象应具有的功能1、确定设计对象要完成其作用应具有的功能;2、功能分类 。三、确定完成各项功能应采用的各项技术手段(方案设计)1、硬件手段;2、软件手段;3、处理算法;4、综合手段 。四、完成同一功能的各种技术手段的比较(方案论证)从先进性、实用性、系统协调性、可行性等方面 。五、确定技术方案从多种技术方案(一般为2到3个)选择一个最优的方案作为最终方案 。六、确定各种技术手段的具体实现方法(技术设计)根据技术方案,确定实现各中具体技术手段的具体方法:1、硬件设计1)电路框图;2)关键元器件选型2、软件设计1)软件功能模块结构图2)程序流程图3、算法研究1)处理算法2)便于程序实现的模型设计3)流程图设计4、综合设计1)硬件设计2)软件设计七、进行电路和软件设计1、硬件设计1)原理图设计2)电路板设计2、软件设计1)主程序设计2)子程序设计3、算法研究程序设计(编程)4、综合设计1)硬件设计2)软件设计八、电路和软件调试(或仿真试验)
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