平面鋼框架的穩(wěn)定性分析及改進假想荷載法.pdf

1、鋼框架是鋼結(jié)構(gòu)中的一種基本體系。目前國內(nèi)外主要采用計算長度系數(shù)法和假想荷載法對鋼框架進行穩(wěn)定設(shè)計。本文研究了這兩種穩(wěn)定設(shè)計方法的理論基礎(chǔ)和實用價值，對它們進行了討論和比較。為了提高鋼框架初步穩(wěn)定設(shè)計的效率，本論文提出了改進假想荷載法，并對該方法做了具體的討論、推導(dǎo)及驗證。本文主要研究內(nèi)容如下：
　　(1)引入了彈性穩(wěn)定分析中普遍適用的轉(zhuǎn)角-位移法。本文運用轉(zhuǎn)角-位移法詳細(xì)討論了多層多跨剛架的彈性屈曲問題，推導(dǎo)出《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（

2、GB50017-2003）中有側(cè)移和無側(cè)移失穩(wěn)框架柱的計算長度系數(shù)取值公式。深入研究了規(guī)范壓彎構(gòu)件穩(wěn)定公式的來歷，指出對于冷彎薄壁型鋼構(gòu)件一階內(nèi)力下的平面內(nèi)穩(wěn)定計算等效于考慮初始缺陷并進行二階內(nèi)力分析后的強度計算。而一般壓彎構(gòu)件的一階內(nèi)力分析的穩(wěn)定驗算僅在計算形式上基本等價于考慮了初始缺陷和二階效應(yīng)后的強度驗算，本質(zhì)上卻是極值失穩(wěn)驗算。
　　(2)闡述了假想荷載法的基本思想，推導(dǎo)了《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GB50017-2003）所規(guī)

3、定的有側(cè)移框架的二階彈性分析簡化方法中側(cè)移彎矩增大系數(shù)的取值公式。指出與計算長度系數(shù)法相比，假想荷載法有兩個優(yōu)點：一是不用確定柱子計算長度系數(shù)，二是可以獲得考慮初始缺陷后近似計算的二階內(nèi)力。進一步提出了能夠應(yīng)用于鋼框架初步穩(wěn)定設(shè)計的簡化方法，即改進假想荷載法：改進假想荷載+一階分析+強度計算。用改進假想荷載法配合一階分析的方法與計算長度系數(shù)法進行校準(zhǔn)，得到了框架柱的改進假想荷載理論取值公式。
　　(3)提出如何利用ANSYS進行二

4、階彈塑性分析的方法，為各種鋼框架穩(wěn)定設(shè)計提供校核標(biāo)準(zhǔn)。通過第四章的驗證可知，改進假想荷載法能夠得到與計算長度系數(shù)法基本一致的框架極限承載力，并且改進假想荷載法能夠得到反映初始缺陷和二階效應(yīng)影響的內(nèi)力，能夠較準(zhǔn)確地代表框架的實際受力狀態(tài)。
　　(4)為了使改進假想荷載法從理論分析進入實用設(shè)計階段，本文討論了影響改進假想荷載系數(shù)取值的因素，經(jīng)大量的校核后給出了針對實腹式工字型截面繞強軸失穩(wěn)時純框架的簡化改進假想荷載取值公式。通過四個典