平面鋼框架的穩(wěn)定性分析及改進(jìn)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(jì)算長度系數(shù)法和假想荷載法對(duì)鋼框架進(jìn)行穩(wěn)定設(shè)計(jì)。本文研究了這兩種穩(wěn)定設(shè)計(jì)方法的理論基礎(chǔ)和實(shí)用價(jià)值，對(duì)它們進(jìn)行了討論和比較。為了提高鋼框架初步穩(wěn)定設(shè)計(jì)的效率，本論文提出了改進(jìn)假想荷載法，并對(duì)該方法做了具體的討論、推導(dǎo)及驗(yàn)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(yùn)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(jì)規(guī)范》（

2、GB50017-2003）中有側(cè)移和無側(cè)移失穩(wěn)框架柱的計(jì)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(duì)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(jì)算等效于考慮初始缺陷并進(jìn)行二階內(nèi)力分析后的強(qiáng)度計(jì)算。而一般壓彎構(gòu)件的一階內(nèi)力分析的穩(wěn)定驗(yàn)算僅在計(jì)算形式上基本等價(jià)于考慮了初始缺陷和二階效應(yīng)后的強(qiáng)度驗(yàn)算，本質(zhì)上卻是極值失穩(wěn)驗(yàn)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(jì)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(jì)算長度系數(shù)法相比，假想荷載法有兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)：一是不用確定柱子計(jì)算長度系數(shù)，二是可以獲得考慮初始缺陷后近似計(jì)算的二階內(nèi)力。進(jìn)一步提出了能夠應(yīng)用于鋼框架初步穩(wěn)定設(shè)計(jì)的簡化方法，即改進(jìn)假想荷載法：改進(jìn)假想荷載+一階分析+強(qiáng)度計(jì)算。用改進(jìn)假想荷載法配合一階分析的方法與計(jì)算長度系數(shù)法進(jìn)行校準(zhǔn)，得到了框架柱的改進(jìn)假想荷載理論取值公式。
　　(3)提出如何利用ANSYS進(jìn)行二

4、階彈塑性分析的方法，為各種鋼框架穩(wěn)定設(shè)計(jì)提供校核標(biāo)準(zhǔn)。通過第四章的驗(yàn)證可知，改進(jìn)假想荷載法能夠得到與計(jì)算長度系數(shù)法基本一致的框架極限承載力，并且改進(jìn)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(shí)際受力狀態(tài)。
　　(4)為了使改進(jìn)假想荷載法從理論分析進(jìn)入實(shí)用設(shè)計(jì)階段，本文討論了影響改進(jìn)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(duì)實(shí)腹式工字型截面繞強(qiáng)軸失穩(wěn)時(shí)純框架的簡化改進(jìn)假想荷載取值公式。通過四個(gè)典