半剛性鋼框架穩(wěn)定性分析及承載性能研究.pdf

1、目前在我國現(xiàn)行的鋼結構設計規(guī)范中，明確指出在鋼結構設計時貫徹執(zhí)行國家的技術經(jīng)濟政策，做到技術先進、經(jīng)濟合理、安全適用、確保質(zhì)量。然而在鋼框架的傳統(tǒng)分析和設計中，時常將梁柱連接假定成完全剛接或理想鉸接。雖然理想化的假設可以簡化分析和設計的過程，但是實際工程中運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造成一定的誤差，甚至是錯誤的結果。因此，為了能夠準確合理地分析鋼框架的實際工作性能，應在鋼框架的分析和設計中考慮幾何

2、非線性及節(jié)點半剛性的影響。
　　本文在廣泛了解半剛性節(jié)點及半剛性鋼框架分析方面，國內(nèi)外已有實驗、理論、數(shù)值研究工作的基礎上，對半剛性鋼框架的整體穩(wěn)定性及承載性能進行了相關的理論和數(shù)值分析研究，得出了一些實用性的結論，以期對半剛性鋼框架的理論分析和工程設計起指導和借鑒作用。
　　本文具體完成的工作如下：
　　首先，總結了國內(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單元及考慮幾何非線性柱單元的剛度矩陣。
　　其次，本文通過引入半剛接梁單元剛度矩陣和柱單元幾何剛度矩陣，集成了包含連接柔性和構件幾何非線性的整體剛度矩陣，通過采用有限單元法推導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，并應用MATLAB語言編制程序用以計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。并將計算結果與采用柱的有效計算長度系數(shù)法解得的精確解進行了對

4、比分析。研究結果表明：本文所推導的有限單元法與柱的有效長度系數(shù)法所得計算結果基本一致。
　　再次，本文對半剛性鋼框架承載性能進行了研究，應用矩陣位移法推導出了梁柱剛度比對半剛性鋼框架內(nèi)力和位移影響的計算公式，采用MATLAB語言編制程序進行了相關的計算，解出了半剛性鋼框架的內(nèi)力和位移。并將計算結果與相應的完全剛接鋼框架進行了比較分析，得出了一些供工程設計參考的結論。
　　最后，對半剛性鋼框架的今后進一步研究工作提出了一些展望