半剛性鋼框架穩(wěn)定性分析及承載性能研究.pdf

1、目前在我國(guó)現(xiàn)行的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中，明確指出在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)貫徹執(zhí)行國(guó)家的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，做到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全適用、確保質(zhì)量。然而在鋼框架的傳統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)中，時(shí)常將梁柱連接假定成完全剛接或理想鉸接。雖然理想化的假設(shè)可以簡(jiǎn)化分析和設(shè)計(jì)的過(guò)程，但是實(shí)際工程中運(yùn)用的全部連接均是處于完全剛接和理想鉸接兩者之間，所以這樣假定必定會(huì)造成一定的誤差，甚至是錯(cuò)誤的結(jié)果。因此，為了能夠準(zhǔn)確合理地分析鋼框架的實(shí)際工作性能，應(yīng)在鋼框架的分析和設(shè)計(jì)中考慮幾何

2、非線性及節(jié)點(diǎn)半剛性的影響。
　　本文在廣泛了解半剛性節(jié)點(diǎn)及半剛性鋼框架分析方面，國(guó)內(nèi)外已有實(shí)驗(yàn)、理論、數(shù)值研究工作的基礎(chǔ)上，對(duì)半剛性鋼框架的整體穩(wěn)定性及承載性能進(jìn)行了相關(guān)的理論和數(shù)值分析研究，得出了一些實(shí)用性的結(jié)論，以期對(duì)半剛性鋼框架的理論分析和工程設(shè)計(jì)起指導(dǎo)和借鑒作用。
　　本文具體完成的工作如下：
　　首先，總結(jié)了國(guó)內(nèi)外半剛性鋼框架的發(fā)展歷史和研究現(xiàn)狀，概括了半剛性連接的基本理論及半剛性鋼框架的非線性分析理論，研究

3、了考慮連接半剛性梁?jiǎn)卧翱紤]幾何非線性柱單元的剛度矩陣。
　　其次，本文通過(guò)引入半剛接梁?jiǎn)卧獎(jiǎng)偠染仃嚭椭鶈卧獛缀蝿偠染仃嚕闪税B接柔性和構(gòu)件幾何非線性的整體剛度矩陣，通過(guò)采用有限單元法推導(dǎo)出了單層半剛性鋼框架屈曲荷載的一元二次代數(shù)方程和多層半剛性鋼框架的穩(wěn)定特征方程，并應(yīng)用MATLAB語(yǔ)言編制程序用以計(jì)算半剛性鋼框架整體失穩(wěn)的屈曲荷載，得到了半剛性鋼框架的屈曲荷載。并將計(jì)算結(jié)果與采用柱的有效計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)法解得的精確解進(jìn)行了對(duì)

4、比分析。研究結(jié)果表明：本文所推導(dǎo)的有限單元法與柱的有效長(zhǎng)度系數(shù)法所得計(jì)算結(jié)果基本一致。
　　再次，本文對(duì)半剛性鋼框架承載性能進(jìn)行了研究，應(yīng)用矩陣位移法推導(dǎo)出了梁柱剛度比對(duì)半剛性鋼框架內(nèi)力和位移影響的計(jì)算公式，采用MATLAB語(yǔ)言編制程序進(jìn)行了相關(guān)的計(jì)算，解出了半剛性鋼框架的內(nèi)力和位移。并將計(jì)算結(jié)果與相應(yīng)的完全剛接鋼框架進(jìn)行了比較分析，得出了一些供工程設(shè)計(jì)參考的結(jié)論。
　　最后，對(duì)半剛性鋼框架的今后進(jìn)一步研究工作提出了一些展望