單質(zhì)點懸臂柱及門式剛架二階效應(yīng)試驗及計算方法研究.pdf

1、豎向荷載在已變形的結(jié)構(gòu)或桿件中會產(chǎn)生附加作用效應(yīng)--P-△效應(yīng)和P-δ效應(yīng)。從國內(nèi)外二階效應(yīng)研究成果來看，對于靜力二階效應(yīng)的規(guī)律已有相當程度的掌握，特別是對于靜力二階效應(yīng)已有比較系統(tǒng)可靠的可用于手算的簡化計算方法，但是目前對于動力二階效應(yīng)的研究成果較少，現(xiàn)有成果也主要是從理論方面對動力二階效應(yīng)進行討論，缺乏動力二階效應(yīng)的試驗研究；另外現(xiàn)有的面向計算機的考慮二階效應(yīng)的簡化方法是否對于剪切型、彎曲型結(jié)構(gòu)都適合，以及是否能用于計算動力二階效應(yīng)

2、還有待于進一步的驗證。本文針對單質(zhì)點結(jié)構(gòu)及門式剛架結(jié)構(gòu)的二階效應(yīng)圍繞試驗和計算方法兩個方面進行了一些研究，主要完成了以下工作：
　　 ①本文針對5組試件，完成了不考慮二階效應(yīng)和考慮二階效應(yīng)的靜力推覆試驗、單獨水平地震作用和水平、豎向地震同時作用下的振動臺試驗；
　　 ②針對靜力推覆試驗及振動臺試驗所得數(shù)據(jù)，進行了相關(guān)的處理分析，并通過Opensees程序?qū)υ囼炦M行了數(shù)值模擬對比計算；
　　 ③推導(dǎo)及簡要介紹了現(xiàn)有

3、計算機程序中所采用的基于剛度的考慮二階效應(yīng)的有限元方法，并針對彎曲型及剪切型變形結(jié)構(gòu)，以SAP2000為計算工具，設(shè)計算例進行了數(shù)值計算，并與理論計算值和柔度法計算值進行了比較。
　　 通過以上工作，得到以下主要結(jié)論：
　　 ①通對靜力試驗結(jié)果與Opensees程序數(shù)值模擬計算結(jié)果的對比分析可知，靜力試驗的力-位移曲線與程序計算結(jié)果接近；
　　 ②通過對振動臺動力試驗結(jié)果的分析處理，可以說明通過白噪聲掃頻能得到較

4、為可靠的試驗?zāi)Ｐ徒Y(jié)構(gòu)動力特性以及本次試驗中的數(shù)據(jù)采集基本可靠可用；
　　 ③通過對動力試驗結(jié)果與Opensees程序數(shù)值模擬計算結(jié)果的對比分析可知：
　　 1)按照理論方法對剛度進行折減后按一階線性情況分析單質(zhì)點結(jié)構(gòu)及門式剛架動力二階效應(yīng)這一簡化計算方法對于動力二階效應(yīng)是可行且滿足計算精度要求的：
　　 2)豎向地震作用不一定會增大結(jié)構(gòu)的響應(yīng)，其影響因素較為復(fù)雜，包括穩(wěn)定系數(shù)、結(jié)構(gòu)動力特性、水平和豎向地震波頻譜特

5、性等；
　　 3)當結(jié)構(gòu)進入彈塑性階段時，材料非線性和幾何非線性對結(jié)構(gòu)的動力響應(yīng)同時產(chǎn)生影響，這一影響不容忽略。
　　 ④SAP2000中計算幾何非線性的參數(shù)設(shè)置選項有兩種：P-△效應(yīng)(虛柱法)、P-△和大變形效應(yīng)(精確剛度法)，這是兩種不同的計算方法。在使用虛柱法時，只計入軸力對剛度的影響，將非線性問題進行了線性化處理；而在使用精確剛度法進行計算時，計入了側(cè)移對結(jié)構(gòu)剛度的影響，需要分步迭代進行計算。
　　 ⑤通