鋼筋混凝土結構二階效應及設計方法的研究.pdf

1、鋼筋混凝土建筑結構考慮二階效應的理論認識對工程設計具有重要的指導意義。雖然各國學術界近年來在二階效應理論研究方面已取得諸多關鍵性進展，但針對鋼筋混凝土結構的特點，在這一領域仍有一系列重要問題有待澄清，以便進一步改進目前從理論上尚不完全確切的設計概念和經(jīng)驗性過強的設計方法。本論文在我國國家設計標準《混凝土結構設計規(guī)范》本輪修訂需要的推動下，對這一領域若干有待解決的問題進行了分析和試驗研究，取得了以下有一定學術進展和創(chuàng)新性的研究成果：

2、 (1)根據(jù)國內外對框架結構中的P-δ效應規(guī)律至今仍缺乏深入研究的現(xiàn)狀，利用解析法和數(shù)值法對P-δ效應附加變形及附加內力的規(guī)律，特別是P-δ效應對柱端彎矩的影響規(guī)律以及附加彎矩零點之間距離的變化規(guī)律作了較全面、深入的研究，徹底改變了以往以兩端鉸支不等偏心矩柱的P-δ效應規(guī)律充當框架柱P-δ效應規(guī)律的不應再容許的狀況，從而還給框架結構P-δ效應規(guī)律一個真實的理論原形。在此基礎上還為新一輪修訂的我國《混凝土結構設計規(guī)范》提出了到目前為止仍

3、為缺口的考慮P-δ效應的C<,m>η-ι<,0>設計建議方法。 (2)在各國設計規(guī)范中首次為有側移框架考慮P-△效應影響的η<,s>-ι<,0>法在使用η<,s>的曲率表達式的前提下提出了能考慮層效應特征和引起結構側移彎矩作用下的非彈性曲率增量特征的概念準確且又簡便易行新一代η<,s>-ι<,0>法建議方案，經(jīng)對比分析表明，它的精確性已達到考慮二階效應的彈性結構分析法的同等精度。 (3)通過結構二階分析，對以高層建筑常用

4、的剪力墻結構、框架—剪力墻結構、框架—核心筒結構以及內筒—外框筒結構歸納出的模型結構的P-△效應規(guī)律作了較詳細的考察，首次從理論上對各類模型結構的P-△效應、內力及變形變化規(guī)，律作了解釋，獲得了一些至今在已查詢到的國內外研究成果中尚未見報導的分析研究成果。揭示了我國設計規(guī)程這些結構中目前使用的整體增大系數(shù)法存在的不足，并提出了重要改進建議。同時對在這些高層建筑結構的框架部分中能否使用η<,s>-ι<,0>法或層增大系數(shù)法做出了判斷。

5、 (4)通過對有吊車工業(yè)廠房變階柱平面排架荷載工況細致分析和控制工況下排架的二階分析，揭示了這類排架柱中二階效應的真實變化規(guī)律和我國設計規(guī)范沿用多年的前蘇聯(lián)排架柱等效長度取值存在的嚴重不足，給出了理論解釋和排架柱等效長度取值的合理建議。指出了國內結構力學界在建筑結構穩(wěn)定分析中廣泛應用的通過初參數(shù)法和其它整體穩(wěn)定分析方法確定結構壓桿等效長度的做法存在的概念性失誤，并給出了糾正了上述概念失誤的初參數(shù)法。 (5)采用構件折減剛度考

6、慮二階效應的彈性有限元法是新納入中國《混凝土結構設計規(guī)范》較先進的結構分析設計方法，該方法的準確程度主要依賴構件折減剛度取值的合理性。鑒于該規(guī)范尚缺乏確定排架柱相應折減剛度的分析研究成果，本文以單跨工業(yè)廠房變階排架柱為研究對象，通過對一系列典型排架結構算例進行最不利荷載條件下的非彈性有限元全過程模擬，并以采用折減剛度的彈性二階分析所得柱頂側向位移與非彈性有限元模擬的柱頂位移等效為條件，選定了適用于排架柱的剛度折減系數(shù)后，再以所選剛度折減