鋼框架結(jié)構(gòu)體系受力性能及極限承載力分析.pdf

1、鋼框架結(jié)構(gòu)近年來在我國(guó)的應(yīng)用得到較快發(fā)展，這種結(jié)構(gòu)以其強(qiáng)度高、自重輕、抗震性能好、施工速度快、工業(yè)化程度高、可重復(fù)使用效率高等優(yōu)點(diǎn)，在建筑結(jié)構(gòu)中得到廣泛應(yīng)用。
　　 但是，由于鋼框架結(jié)構(gòu)自身的缺點(diǎn)，在橫向作用下，豎向荷載在側(cè)移上的二階效應(yīng)將使得結(jié)構(gòu)底部的總剪力和傾覆彎矩增加。而由于P—delta效應(yīng)使得結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度的減弱又加大了結(jié)構(gòu)總的水平位移。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，結(jié)構(gòu)的梁柱受力經(jīng)常處于彈塑性階段，與彈性階段相比，這時(shí)P-delta效

2、應(yīng)引起的橫向位移使結(jié)構(gòu)更加不利。當(dāng)變形過大時(shí)，P-delta效應(yīng)往往會(huì)引起整個(gè)結(jié)構(gòu)的倒塌?，F(xiàn)行鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50017-2003)雖然已經(jīng)推薦了近似簡(jiǎn)化的計(jì)算方法，來考慮二階效應(yīng)。但規(guī)范的方法僅限于彈性范圍內(nèi)的使用。然而P-delta效應(yīng)在非彈性階段對(duì)于結(jié)構(gòu)的極限承載力起著更加關(guān)鍵的作用。
　　 在考慮橫梁軸力對(duì)鋼框架穩(wěn)定承載力的影響時(shí)，本文結(jié)合規(guī)范所采用的橫梁剛度折減系數(shù)法，推導(dǎo)了橫梁剛度折減系數(shù)，并對(duì)橫梁剛度折減系數(shù)進(jìn)

3、行了修正。
　　 本文基于塑性區(qū)法，通過ANSYS有限元程序建立了鋼框架的計(jì)算模型，對(duì)鋼框架極限承載力進(jìn)行了分析。考慮了材料非線性、幾何非線性、殘余應(yīng)力和初始幾何缺陷的影響。
　　 為驗(yàn)證模型的準(zhǔn)確性，與湖南大學(xué)的四榀鋼框架的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析，結(jié)果表明二者吻合較好。說明本文模型對(duì)鋼框架的極限承載力所進(jìn)行的大變形分析是可靠的并且具有較高的精度，在一定范圍內(nèi)可以代替足尺試驗(yàn)。
　　 對(duì)有缺陷鋼框架的極限承載力進(jìn)

4、行了彈塑性大應(yīng)變的全過程模擬。由單層單跨(Vogel)和六層兩跨(Vogel)有缺陷鋼框架的分析可知，說明本文所提出的數(shù)值分析方法具有一定的適用性。
　　 鋼構(gòu)件截而殘余應(yīng)力不影響結(jié)構(gòu)彈性階段的剛度，但使得鋼框架結(jié)構(gòu)的屈服大大提前，對(duì)于最終的結(jié)構(gòu)極限承載力，殘余應(yīng)力影響不大；初始幾何缺陷使得結(jié)構(gòu)在彈性階段、彈塑性階段和塑性階段的側(cè)向剛度明顯下降，但對(duì)于結(jié)構(gòu)最終的極限承載力也投有較大影響。
　　 最后，結(jié)合我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)