平面梁柱單元彈塑性剛度矩陣分析.pdf

1、鋼框架結(jié)構(gòu)在中國高層鋼結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中廣泛應(yīng)用.該文主要是為了研究一種新型抗震節(jié)點(diǎn)——腹板開洞型節(jié)點(diǎn)的彎矩-曲率關(guān)系,為鋼框架結(jié)構(gòu)在地震作用下的彈塑性反應(yīng)分析做準(zhǔn)備.采用有限元方法進(jìn)行框架結(jié)構(gòu)體系彈性及彈塑性分析的關(guān)鍵步驟是建立單元的剛度矩陣,而單元?jiǎng)偠染仃嚨慕㈥P(guān)鍵是彎矩-曲率關(guān)系的確定.該文以桿系有限元為基礎(chǔ),全面而系統(tǒng)的介紹了均質(zhì)材料平面梁柱單元的非線性彈塑剛度矩陣,并用實(shí)體元有限元方法歸納了腹板開洞型節(jié)點(diǎn)的彎矩-曲率關(guān)系.由于線性

2、階段是結(jié)構(gòu)受力進(jìn)入彈塑性階段之前的必經(jīng)階段,也便于對(duì)后面內(nèi)容的理解,所以該文首先推導(dǎo)了單調(diào)加載時(shí)平面梁柱單元的線性剛度矩陣,然后推導(dǎo)了理想彈塑性模型和雙線性模型的非線性剛度矩陣.對(duì)于雙線性模型,先用Clough的雙桿并聯(lián)模型推導(dǎo);再用Otani的串聯(lián)模型,利用彎矩圖面積法推導(dǎo)簡支梁受兩端彎矩作用時(shí)的彎矩-曲率關(guān)系,并進(jìn)一步推導(dǎo)其單元彈塑性剛度矩陣.然后總結(jié)了同濟(jì)大學(xué)李國強(qiáng)等人利用塑性鉸法推導(dǎo)單元彈塑性剛度矩陣.基于串聯(lián)模型的方法,推導(dǎo)了