鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)的二階效應(yīng)規(guī)律及排架柱的等效長度研究.pdf

1、在結(jié)構(gòu)的二階效應(yīng)問題當(dāng)中，鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)變階柱的二階效應(yīng)還有待進(jìn)一步研究。到目前為止，對于鉸接排架柱的二階效應(yīng)只有前蘇聯(lián)及我國設(shè)計規(guī)范作了規(guī)定。二十世紀(jì)七十年代至九十年代，胡紹隆及趙傳智等利用初參數(shù)法對一次變階排架柱進(jìn)行整體失穩(wěn)分析，給出了由初參數(shù)法求得的等效長度建議取值，但是由于他們的研究工作中存在的概念誤判，導(dǎo)致給出的建議值并不正確。到了二十一世紀(jì)初期，本論文作者所在研究團隊的朱占友和劉毅分別先后對排架結(jié)構(gòu)二階效應(yīng)進(jìn)行了新一輪系

2、統(tǒng)的研究和分析，并取得了一系列重要的研究成果。但是我國2010版的《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》修訂組經(jīng)綜合考慮后認(rèn)為，已有研究成果仍可能有待確認(rèn)和完善，故仍決定使用原來的排架柱等效長度。至此，我國現(xiàn)行鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范給出的鉸接排架柱等效長度規(guī)定已使用了四十幾年未作改變，而且缺少分析依據(jù)。
　　 在這樣的背景下，本論文在前人研究成果的基礎(chǔ)上，對排架結(jié)構(gòu)的二階效應(yīng)規(guī)律以及排架柱的等效長度取值規(guī)律進(jìn)行進(jìn)一步的分析研究，取得了以下研究成

3、果：
　　 ①在結(jié)構(gòu)二階效應(yīng)分析方面，歸納介紹了用于結(jié)構(gòu)二階效應(yīng)分析的η-ι0法、基于幾何剛度的有限元法(簡稱“虛柱法”)以及基于等效水平力的有限元迭代法(簡稱“迭代法”)。本論文對使用基于幾何剛度的有限元法求解結(jié)構(gòu)P-△效應(yīng)的實現(xiàn)過程進(jìn)行了理論推導(dǎo)，詳細(xì)說明了該方法的思路，并通過一根等截面懸臂柱演繹了該方法求解結(jié)構(gòu)P-△效應(yīng)的實現(xiàn)過程。同時，對該方法進(jìn)行了拓展，提出以及論證了通過細(xì)分單元的方式可以使用該方法同時考慮結(jié)構(gòu)的P-△

4、效應(yīng)以及P-δ效應(yīng)。而且，進(jìn)一步通過算例論證了使用迭代法和虛柱法考慮結(jié)構(gòu)二階效應(yīng)得到的結(jié)果是一致的，并通過迭代法剖析了虛柱法的細(xì)部原理。
　　 ②以排架跨度、吊車噸位、風(fēng)荷載大小和上下柱柱長比β作為變量，通過對單層單跨有吊車排架結(jié)構(gòu)系列算例進(jìn)行彈性一階以及彈性二階分析，系統(tǒng)考察了這些因素對此類排架結(jié)構(gòu)二階效應(yīng)規(guī)律以及排架柱等效長度系數(shù)取值規(guī)律的影響程度。與此同時，也考察了此類排架結(jié)構(gòu)的二階效應(yīng)規(guī)律以及排架柱的等效長度系數(shù)取值規(guī)律

5、，在此基礎(chǔ)上給出了單層單跨有吊車排架結(jié)構(gòu)排架柱在排架方向的等效長度系數(shù)取值建議方案，并且從理論上解析了排架柱等效長度系數(shù)大于2.0的原因。
　　 ③通過單層單跨有吊車排架結(jié)構(gòu)算例驗證了P-△效應(yīng)不會增大排架柱的柱內(nèi)剪力，其原因就在于P-△效應(yīng)是由豎向荷載和水平位移產(chǎn)生的，原則上不會影響結(jié)構(gòu)在水平力下的平衡條件。
　　 ④初步考察了左跨與右跨跨度相等的單層兩跨等高有吊車工業(yè)廠房排架結(jié)構(gòu)的二階效應(yīng)規(guī)律以及排架柱等效長度取值規(guī)