【点评】:(1)根据《钢结构设计规范》第9.1.1条的规定,塑性设计适用于不直接承受动力荷载的固端梁、连续梁以及由实腹构件组成的单层和两层框架结构。
对于两层以上框架的塑性设计问题,目前在我国无论是理论研究还是实践经验均较少,所以规范规定的塑性设计范围仅限于两层及两层以下的框架结构。
两层以上的无支撑框架,必须按二阶理论进行分析或考虑ρ-△效应。两层以上的有支撑框架,则在支撑构件的设计中,必须考虑二阶轴力效应。如果结构工程师掌握了二阶理论的分析和设计方法,并有足够依据时,也不排除在两层以上的框架结构设计中采用塑性设计。
因此,本题的正确选项是A,而选项B因为无根据地扩大了塑性设计的适用范围,因而不是本题的正确答案。
(2)根据《钢结构设计规范》第9.1.2条的规定,采用塑性设计的结构或构件,按承载能力极限状态设计时,应采用荷载的设计值,考虑构件截面内塑性的发展及由此引起的内力重分配,用简单塑性理论进行内力分析。
所谓简单塑性理论是指,在进行结构内力分析时假定:材料为理想的弹塑性体,不考虑材料应变硬化的影响;荷载按比例增加;考虑发生塑性铰而使构件内力重分配,塑性铰的发展而使结构转化成为破坏机构时,即达到承载能力极限状态。
按正常使用极限状态设计时,采用荷载标准值,并按弹性理论计算。
因此,选项C不是本题的正确答案。
(3)按照塑性设计时,《钢结构设计规范》第9.1.3条要求钢材的力学性能应满足强屈比f
/f
≥1.2,伸长率δ
≥15%,相应于抗拉强度f
的应变ε
不小于20倍屈服点应
变ε
。
规范提出这些要求都是为了构件截面能充分发展塑性。根据现行国家标准GB/T700-2006和GB/T1591-1994,《钢结构设计规范》推荐使用的四种牌号的钢材,其f
/f
值及δ
值均能满足塑性设计的要求,见表。
钢材f
/f
及δ
值表
但国家标准没有要求钢材应具有屈服点应变ε
的规定,因此在塑性设计时,应对钢材订货提出这项附加要求。
基于《钢结构设计规范》的规定,选项D对塑性设计采用的钢材的伸长率δ
要求过严,因而也不是本题的正确答案。