鋼框架結(jié)構(gòu)體系受力性能及極限承載力分析.pdf

1、鋼框架結(jié)構(gòu)近年來在我國的應用得到較快發(fā)展，這種結(jié)構(gòu)以其強度高、自重輕、抗震性能好、施工速度快、工業(yè)化程度高、可重復使用效率高等優(yōu)點，在建筑結(jié)構(gòu)中得到廣泛應用。
　　 但是，由于鋼框架結(jié)構(gòu)自身的缺點，在橫向作用下，豎向荷載在側(cè)移上的二階效應將使得結(jié)構(gòu)底部的總剪力和傾覆彎矩增加。而由于P—delta效應使得結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度的減弱又加大了結(jié)構(gòu)總的水平位移。在結(jié)構(gòu)設計中，結(jié)構(gòu)的梁柱受力經(jīng)常處于彈塑性階段，與彈性階段相比，這時P-delta效

2、應引起的橫向位移使結(jié)構(gòu)更加不利。當變形過大時，P-delta效應往往會引起整個結(jié)構(gòu)的倒塌。現(xiàn)行鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范(GB50017-2003)雖然已經(jīng)推薦了近似簡化的計算方法，來考慮二階效應。但規(guī)范的方法僅限于彈性范圍內(nèi)的使用。然而P-delta效應在非彈性階段對于結(jié)構(gòu)的極限承載力起著更加關(guān)鍵的作用。
　　 在考慮橫梁軸力對鋼框架穩(wěn)定承載力的影響時，本文結(jié)合規(guī)范所采用的橫梁剛度折減系數(shù)法，推導了橫梁剛度折減系數(shù)，并對橫梁剛度折減系數(shù)進

3、行了修正。
　　 本文基于塑性區(qū)法，通過ANSYS有限元程序建立了鋼框架的計算模型，對鋼框架極限承載力進行了分析。考慮了材料非線性、幾何非線性、殘余應力和初始幾何缺陷的影響。
　　 為驗證模型的準確性，與湖南大學的四榀鋼框架的試驗結(jié)果進行了對比分析，結(jié)果表明二者吻合較好。說明本文模型對鋼框架的極限承載力所進行的大變形分析是可靠的并且具有較高的精度，在一定范圍內(nèi)可以代替足尺試驗。
　　 對有缺陷鋼框架的極限承載力進

4、行了彈塑性大應變的全過程模擬。由單層單跨(Vogel)和六層兩跨(Vogel)有缺陷鋼框架的分析可知，說明本文所提出的數(shù)值分析方法具有一定的適用性。
　　 鋼構(gòu)件截而殘余應力不影響結(jié)構(gòu)彈性階段的剛度，但使得鋼框架結(jié)構(gòu)的屈服大大提前，對于最終的結(jié)構(gòu)極限承載力，殘余應力影響不大；初始幾何缺陷使得結(jié)構(gòu)在彈性階段、彈塑性階段和塑性階段的側(cè)向剛度明顯下降，但對于結(jié)構(gòu)最終的極限承載力也投有較大影響。
　　 最后，結(jié)合我國鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)