平面半剛性連接鋼框架非線性動(dòng)力分析的QR法及程序設(shè)計(jì).pdf

1、鋼框架因其強(qiáng)度高、延性好在建筑結(jié)構(gòu)中有廣泛的應(yīng)用,試驗(yàn)表明,所有的梁柱連接都有一定的半剛性,因桿件截面纖薄、抗側(cè)剛度低,強(qiáng)風(fēng)或強(qiáng)震作用下,其動(dòng)力響應(yīng)呈現(xiàn)明顯的非線性,給結(jié)構(gòu)的精確計(jì)算帶來很大的困難,采用目前有限元軟件分析的效率很低。
　　本文綜合考慮梁柱連接的半剛性、幾何非線性和材料非線性的影響,基于QR法研究平面半剛性連接鋼框架在地震作用下的非線性動(dòng)力響應(yīng),并用C語言編制了相應(yīng)的計(jì)算程序。主要工作如下:(1)推導(dǎo)了通用梁柱單元的

2、剛度矩陣及質(zhì)量矩陣;(2)分析了鋼框架的自由振動(dòng),研究梁柱半剛性連接的轉(zhuǎn)動(dòng)剛度對(duì)鋼框架自振特性的影響。(3)建立鋼框架彈性動(dòng)力分析的QR法計(jì)算格式,分析鋼框架的彈性動(dòng)力響應(yīng)。(4)考慮幾何非線性的影響,建立了鋼框架二階彈性動(dòng)力分析的QR法計(jì)算格式。(5)在考慮幾何非線性的基礎(chǔ)上,用Kishi-chen模型描述半剛性連接的的非線性,用塑性鉸模型模擬桿件截面材料的非線性,建立了鋼框架彈塑性動(dòng)力分析的QR法計(jì)算格式,分析鋼框架的非線性動(dòng)力響應(yīng)

3、。(6)使用本文算法自編的程序?qū)σ恍┑湫退憷M(jìn)行動(dòng)力計(jì)算,校核算法的可靠性,并對(duì)半剛性鋼框架的地震響應(yīng)進(jìn)行分析。
　　研究結(jié)果表明:連接的半剛性對(duì)結(jié)構(gòu)側(cè)移具有增大作用;當(dāng)考慮結(jié)構(gòu)幾何非線性的影響時(shí),連接的半剛性會(huì)進(jìn)一步加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的二階效應(yīng),增大結(jié)構(gòu)側(cè)移響應(yīng);同時(shí)考慮結(jié)構(gòu)的幾何非線性、梁柱連接的半剛性和材料非線性影響,結(jié)構(gòu)受力變得復(fù)雜,塑性鉸的開展順序及內(nèi)力均發(fā)生改變,對(duì)結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)具有很大的影響。對(duì)半剛性鋼框架的非線性動(dòng)力分析的QR