检索结果-南通市图书馆

作者：刘剑长安大学

学位级别：硕士

冷弯薄壁型钢—混凝土组合楼盖是C形冷弯薄壁型钢梁上铺压型钢板并在压型钢板上浇筑石膏基自流平砂浆（细石混凝土）形成的新型组合楼盖。本文通过试验和理论分析的方法对这种新型楼盖的抗弯承载力进行了研究,并提出了简化设计方法。试... 详细信息

冷弯薄壁型钢—混凝土组合楼盖是C形冷弯薄壁型钢梁上铺压型钢板并在压型钢板上浇筑石膏基自流平砂浆（细石混凝土）形成的新型组合楼盖。本文通过试验和理论分析的方法对这种新型楼盖的抗弯承载力进行了研究,并提出了简化设计方法。试验中设计了两个仅面板材料不同的足尺模型,一个使用石膏基自流平砂浆,另一个使用细石混凝土作为面板材料。本文详细介绍了试件的设计及制作、主要材料性能、试验装置、测点布置、加载制度及试验现象,并对试验结果进行了详细的分析。试验结果可知,使用石膏基自流平砂浆作为面板的组合楼盖与使用细石混凝土的组合楼盖承载力大致相同,但前者的刚度比后者小。使用ANSYS有限元程序对试验中的试件进行了模拟,使用SHELL181单元模拟钢材构件,SOLID65单元模拟混凝土部分,压型钢板与C形梁之间的螺钉采用BEAM188单元模拟,考虑了几何非线性和材料非线性。将有限元结果与试验结果进行比较,发现两者之间的误差均在5%以内,验证了本文有限元方法的正确性。然后采用有限元方法分析楼盖梁跨高比和腹板高厚比、楼板厚度、钢材强度、螺钉间距等因素对组合楼盖抗弯承载力的影响,得到的结论为:组合楼盖的弹性刚度和承载力随着腹板高厚比的增加而减小;腹板高度一定时,跨高比越小,组合楼盖的承载力越高;减小螺钉间距、增加楼盖梁钢材强度能够提高组合楼盖的承载力和延性;混凝土板厚度在30mm0mm范围内变动时,组合楼盖的承载力变化不是很大。在试验和有限元研究的基础上,提出了组合楼盖抗弯承载力的简化设计方法,即抗弯模量修正法,并通过试验和有限元结果验证了该简化方法的正确性。

关键词：冷弯薄壁型钢—混凝土组合楼盖抗弯承载力试验研究有限元分析简化设计方法

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某体育馆结构设计的若干问题研究

某体育馆结构设计的若干问题研究

作者：王惠伦华南理工大学

学位级别：硕士

当前我国公共建筑体育场馆很多都采用了大跨楼盖。由于其竖向自振频率较低,可能与人行走时的步频重合,导致楼盖在人行荷载激励下发生共振。这种动力响应虽不足以给工程结构带来安全性问题,但可能会超过人所能承受的振动舒适度阈值,给人... 详细信息

当前我国公共建筑体育场馆很多都采用了大跨楼盖。由于其竖向自振频率较低,可能与人行走时的步频重合,导致楼盖在人行荷载激励下发生共振。这种动力响应虽不足以给工程结构带来安全性问题,但可能会超过人所能承受的振动舒适度阈值,给人带来不舒适感。因此,人行荷载下的振动舒适度问题值得研究。对于一般的体育场馆建筑项目,在方案阶段或初步设计阶段,常因设计时间紧迫,将上部的钢结构网架及下部的钢筋混凝土结构分开进行分析,以求在短时间内对结构方案的可行性做出判断。此时,需要采取一些模拟方法,以模拟上部的钢结构网架与下部的钢筋混凝土结构之间的相互影响,尽可能使两部分单独模型的受力、变形接近于整体模型。初步设计阶段模型的准确与否对施工图阶段的设计分析有非常大的影响,因此有必要对上述在方案及初步设计阶段采取的简化设计方法的合理性进行研究。基于以上两点,本文以一多功能体育馆实际工程为例,采用有限元软件SAP2000对其进行分析计算,主要工作如下:(1)振动舒适度评价标准的选取。(2)采用SAP2000有限元软件建立分析模型,对钢桁架组合楼盖结构进行动力特性分析,确定楼盖的振动频率,预判组合楼盖在人行荷载的激励下是否有发生共振的趋势。(3)选取合适的单人步行激励荷载模型和人群荷载激励模型,并根据模态分析的结果,选取楼盖竖向挠度最大的点为最不利点并对其进行加载。(4)分别对结构在单人步行激励和人群步行激励下进行有限元时程分析和频域分析,得到楼盖的振动加速度和加速度响应在频域上的分布情况,并明确单人步行激励分析与人群步行激励分析的主要目的。(5)根据规范要求对其振动舒适度进行评价。(6)采用MATLAB软件对功率谱密度函数进行编程计算,生成7组地震波在两个水平方向的功率谱,证明选取的地震波用于本工程分析的合理性。(7)在方案及初步设计阶段,将上部的钢屋盖结构及下部的钢筋混凝土结构分开进行分析,并将二者的分析结果从结构整体性及局部构件内力两方面与施工图阶段整体拼装模型进行对比分析,以研究方案及初步设计阶段对结构模型简化设计方法的合理性。总之,本文对于类似工程在人行荷载激励下振动舒适度的评价方法及其在方案到施工图设计阶段采用的设计方法的研究具有一定的工程指导意义。

关键词：体育馆舒适度简化设计方法 SAP2000 MATLAB

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基础隔震掉层框架结构设计若干问题研究

基础隔震掉层框架结构设计若干问题研究

作者：李春印重庆大学

学位级别：硕士

掉层框架结构能够充分利用山地地形,其抗震性能与普通框架结构有较大区别。有丰富的工程实践证明,基础隔震技术能有效的减轻地震灾害。将基础隔震与掉层框架结构相结合不失为一种有效的减轻震害的途径。但目前尚未开展基础隔震掉层框架... 详细信息

掉层框架结构能够充分利用山地地形,其抗震性能与普通框架结构有较大区别。有丰富的工程实践证明,基础隔震技术能有效的减轻地震灾害。将基础隔震与掉层框架结构相结合不失为一种有效的减轻震害的途径。但目前尚未开展基础隔震掉层框架结构设计的系统研究。本文以掉层平面框架为研究对象,对基础隔震掉层框架结构设计的若干关键问题进行研究,主要开展了以下几个方面的工作:(1)探讨了现有基础隔震分析及设计方法在掉层框架结构中的适用性问题,分析结果表明强制解耦的振型分解反应谱法是一种计算比较简便且精度满足要求的分析方法,现有的水平减震系数的取值与隔震设计方法对于基础隔震掉层框架结构均不适用。(2)给出了基于基底剪力比的基础隔震掉层框架结构的水平减震系数。对于掉层框架结构可以将隔震结构与非隔震结构上下接地处基底剪力之和的比值作为作为新的水平减震系数去评价减震效果。通过对基础隔震单层单跨与多层多跨掉层框架结构的分析,可知将基底剪力比作为水平减震系数来评价隔震结构的减震效果具有较好的适用性。(3)给出了基于水平减震系数的隔震层简化设计方法。首先推导出了结构考虑高阶振型影响的基底剪力的理论公式。然后采用等效总重力荷载系数来近似考虑高阶振型的影响,运用参数分析方法,研究了非隔震掉层框架结构等效总重力荷载系数的取值范围。对基础隔震掉层框架结构进行参数分析,分析结果表明在简化计算时可以把基础隔震掉层框架结构等效为单质点体系进行基底剪力的求解。在以上分析的基础上给出了基于水平减震系数的隔震层的简化设计方法。(4)提出了基础隔震掉层框架结构的分部分阶段设计方法。根据基础隔震掉层框架的特点提出分部设计思路,按非隔震固端模型进行上接地柱及以上各层(简称上部楼层)的设计,按非隔震上接地滑动模型(简称滑动模型)进行上接地层非接地柱及掉层部分(简称下部楼层)设计。建立了上部楼层最大层间剪力比与水平减震系数的关系、下部楼层最大层间剪力比与水平减震系数的关系以简化隔震层以上结构设计。提出了适合于基础隔震掉层框架结构的分部分阶段隔震设计方法,通过设计算例表明:该方法简单实用,适合推广应用。

关键词：掉层框架结构基础隔震水平减震系数简化设计方法设计方法

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钢结构住宅交错桁架体系中桁架设计研究

钢结构住宅交错桁架体系中桁架设计研究

作者：王芝兰长沙理工大学

学位级别：硕士

交错桁架体系中的结构构件能在工厂大批量生产,标准化和工厂化程度高,易于实现产业化,因此钢结构住宅交错桁架体系具有广阔的应用前景。桁架是交错桁架体系的主要构件,桁架的标准化设计、工厂化制作对推动交错桁架体系在我国钢结构住宅... 详细信息

交错桁架体系中的结构构件能在工厂大批量生产,标准化和工厂化程度高,易于实现产业化,因此钢结构住宅交错桁架体系具有广阔的应用前景。桁架是交错桁架体系的主要构件,桁架的标准化设计、工厂化制作对推动交错桁架体系在我国钢结构住宅中的应用具有重要意义。论文提出了交错桁架体系中空腹桁架与混合桁架的内力简化手算方法,并用有限元程序软件验算了其可行性;分析了影响钢桁架制作安装过程中经济性的主要因素;研究了各种桁架形式中合理的腹杆布置方式。论文主要研究结论如下: 1、如果建筑物平面布置为矩形,每层楼面上的桁架在其质量中心两边对称布置,且各个桁架剪切刚度一致,则可忽略结构竖向扭转对桁架的影响,桁架所受水平荷载可用层间剪力除以各层桁架数。2、从体系中简化出来的两端简支的混合桁架和空腹桁架,其沿中心线对称,从而弦杆的中点处内力等于零且空腹桁架各节间中点为反弯点,取隔离体用平衡法求出桁架各杆件的内力,经程序软件验证,该手算简化方法是可行的。3、降低桁架制作安装费用的关键在于桁架的结构选型,即根据结构选型使桁架用钢量小、构造简单,立足于模数化、标准化和统一化的原则,使桁架和其构件单一化、节点安装简单化。这样,材料、制造和安装费与时间的经济等问题都同等程度地配合了起来。4、实腹桁架与混合桁架中最优的腹杆布置形式类似,都是端斜杆不经过下弦支座节点且不加辅助竖杆的三角形腹杆体系,尽管这种腹杆体系受压弦杆的计算长度较大,但其他方面的优势往往可以弥补这方面的缺陷,使其综合性能达到最好。5、混合桁架在水平荷载作用下各杆件的内力受腹杆不同布置方式的影响很小,所以对混合桁架进行桁架形式选择时,应以竖载作用下各杆件内力作为主要依据。

关键词：交错桁架体系桁架简化设计方法受力性能经济性能

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考虑蠕变效应的约束钢梁抗火性能研究

考虑蠕变效应的约束钢梁抗火性能研究

作者：何平召重庆大学

学位级别：硕士

在高温和荷载作用下钢材产生明显的蠕变变形,对钢结构在火灾下的变形和受力性能产生较大的影响。约束钢梁由于“悬链线”效应,受火时间长,破坏温度高,蠕变对其影响较大。目前各国的抗火规范主要是针对独立构件,没有有效的计算约束钢梁... 详细信息

在高温和荷载作用下钢材产生明显的蠕变变形,对钢结构在火灾下的变形和受力性能产生较大的影响。约束钢梁由于“悬链线”效应,受火时间长,破坏温度高,蠕变对其影响较大。目前各国的抗火规范主要是针对独立构件,没有有效的计算约束钢梁抗火性能的方法,更没有明确的给出考虑高温蠕变的分析方法。本文在已有约束钢梁分析方法的基础上,对钢梁截面进行了离散化,考虑了蠕变等因素,提出了考虑蠕变的约束钢梁计算方法。与试验数据的对比验证了此方法的准确性。分析表明蠕变对约束钢梁有较大的影响。对五种常见的蠕变模型进行了对比,分析了这五种蠕变模型对约束钢梁抗火分析结果的影响。发现Norton蠕变模型的计算结果与试验吻合最好。利用有限元软件ANSYS建立了约束钢梁抗火分析模型,采用约束钢梁抗火试验数据对模型进行了验证。分析发现仅仅通过应力-应变关系考虑蠕变不能较好的模拟约束钢梁中蠕变的发展,而采用Poh模型的应力-应变关系并考虑Norton蠕变模型与试验数据吻合最好。利用验证后的分析模型,进行参数分析,发现转动约束刚度、屈服强度、升温速率和跨高比等都对约束钢梁的临界温度有明显的影响。目前的抗火规范给出的约束钢梁抗火设计方法没能充分考虑到这些参数的影响。本文对参数分析的结果进行回归分析,给出了适用的考虑蠕变的约束钢梁抗火简化计算方法。

关键词：蠕变约束钢梁抗火简化设计方法

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地铁地下结构震动变形的实用评价方法研究

地铁地下结构震动变形的实用评价方法研究

作者：付鹏程清华大学

学位级别：硕士

抗震设计是地铁地下结构设计中非常重要,也是相对薄弱的环节。一方面,当前对于地铁地下结构的地震响应与致灾机理的认识还不够明晰;另一方面,尚缺乏适用于设计实践的简化分析和计算方法。本文通过有限元静、动力反应分析以及弹性力学理... 详细信息

抗震设计是地铁地下结构设计中非常重要,也是相对薄弱的环节。一方面,当前对于地铁地下结构的地震响应与致灾机理的认识还不够明晰;另一方面,尚缺乏适用于设计实践的简化分析和计算方法。本文通过有限元静、动力反应分析以及弹性力学理论解等手段,在对地震荷载下地铁结构和周围土介质相互作用规律定量分析的基础上,针对隧道的轴向弯曲变形和横断面剪切变形,分别提出了实用简化计算方法。对于在行波作用下隧道的轴向弯曲变形,首先在平面应变假定下用有限元法研究了沿隧道轴向传播的剪切波作用下隧道与周围土介质系统的动力反应特性,发现对于结构变形来说运动相互作用起主要作用,而惯性相互作用的影响则不明显,并且现行常规拟静力法计算公式所得到的隧道弯曲变形幅值在某些情况下远大于动力反应计算结果。通过引入土介质的动力反力系数,对现行计算公式进行了修正,使其能够与动力分析得到一致的结果。然后将这些平面应变条件下推导出的简化计算公式推广到三维形式,使其能够反映隧道横断面的高度对于隧道弯曲变形的影响,更为合理地反映了隧道-土介质的相互作用特性。对于自基岩向上传播的剪切波作用下隧道横断面的剪切变形,首先分析了无限均匀弹性介质中结构与周围土层的静力相互作用,推导了结构与土层变形的相互作用系数的简化计算公式。通过动力有限元分析,研究了入射波长和结构的惯性对于动力相互作用的影响。在此基础上,提出了一种简化设计方法。新方法通过一维剪切土柱的频域等效线性分析或者经验公式来确定结构所在土层自由场的剪切变形峰值,再乘以本文建议的静力相互作用系数,即可得到结构的最大等效剪切变形。对于实际算例的分析发现,简化计算方法与有限元动力反应分析的结果非常接近,从而验证了本文所提出的简化计算方法的有效性。最后以建设中的北京地铁五号线为背景,从实际的勘察资料和设计方案入手,阐明了利用本文所提出的简化计算方法研究实际地下结构地震反应的一般步骤,以供实际设计工程师参考。

关键词：地铁抗震设计土-结构相互作用简化设计方法

空间网壳结构铸铝和铸钢螺栓连接节点受力性能研究

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空间网壳结构铸铝和铸钢螺栓连接节点受力性能研究

作者：罗翠清华大学

学位级别：硕士

网壳结构具有刚度大、自重轻、造型丰富美观、综合技术经济指标好的特点,应用范围不断扩大,是一种方兴未艾的空间结构。要使多根杆件组装而成的网壳结构能够整体工作,关键在于节点的连接构造。上海市辰山植物园温室展览馆工程采用单层... 详细信息

网壳结构具有刚度大、自重轻、造型丰富美观、综合技术经济指标好的特点,应用范围不断扩大,是一种方兴未艾的空间结构。要使多根杆件组装而成的网壳结构能够整体工作,关键在于节点的连接构造。上海市辰山植物园温室展览馆工程采用单层铝合金网壳的结构形式,新加坡植物园展览温室工程采用拱壳杂交的钢结构形式。某公司在这两项工程设计中分别提出了新型铸铝节点和铸钢节点。由于这两类节点形式是自行研制的,需要进行有限元模拟分析,并在此基础上通过试验手段确定其受力性能和极限承载力,从而验证有限元分析的合理性。本论文在对此两类节点进行有限元计算、理论分析和试验研究的基础上完成,主要研究内容如下:(1)对新型铸铝节点进行了足尺试验和有限元分析,考察了三种典型荷载作用下铸铝节点的受力性能和破坏机理,并将试验结果与有限元分析结果进行比较,验证对铸铝节点有限元分析的可靠性。(2)对经过试验验证的铸铝节点模型进行弹性分析,得到铸铝节点最不利截面的应力集中系数,提出工程中铸铝节点的设计方法和承载力计算公式,并通过三种典型加载的试验结果对该公式给予验证。(3)对该铸钢节点进行了足尺静力加载试验和非线性有限元分析。试验研究了铸钢节点的承载性能和破坏机理,并验证了有限元分析的正确性。通过试验结果与有限元结果的比较,得出采用线性强化塑性本构模型比通常采用的理想弹塑性本构模型的计算结果能更好地吻合试验结果。(4)利用经过试验验证的铸钢节点模型对铸钢节点进行多种类型的荷载作用下的弹性有限元分析,基于有限元分析结果和试验数据,提出了在荷载组合作用下铸钢节点的承载力简化计算公式。希望以上研究成果,能够为铸铝节点和铸钢节点在空间网壳结构中的推广应用和工程设计提供一些理论指导和参考价值。

关键词：网壳结构铸铝节点铸钢节点承载性能简化设计方法

多跨简支梁桥拱型桥面连续结构的力学分析及设计研究

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多跨简支梁桥拱型桥面连续结构的力学分析及设计研究

作者：张猛浙江工业大学

学位级别：硕士

在现有的各级公路或市政桥梁中,中小跨径桥梁占总桥数量的95%以上,其中简支梁桥居多。简支梁桥设计时需要在主梁梁端设置伸缩缝,以适应主梁在温度效应和汽车荷载作用下产生的结构变形。伸缩缝装置的数量随着桥梁跨数的增加而增加,对桥... 详细信息

在现有的各级公路或市政桥梁中,中小跨径桥梁占总桥数量的95%以上,其中简支梁桥居多。简支梁桥设计时需要在主梁梁端设置伸缩缝,以适应主梁在温度效应和汽车荷载作用下产生的结构变形。伸缩缝装置的数量随着桥梁跨数的增加而增加,对桥梁上部结构的整体性有较大影响。由于伸缩缝设置在相邻两片梁纵桥向的连接部位,故其受力复杂,在外荷载的反复作用下,极易损坏,不仅影响桥梁外观,也给交通行驶带来安全隐患,并且还增加桥梁的养护维修费用。桥面连续简支梁桥的应用,取消了梁端伸缩缝的设置,施工简单,受力明确,降低工程造价,增加行车舒适性,在工程中得到广泛应用。由于桥面连续结构所处位置特殊、受力形式多、设计方法缺规范、施工质量无法保证,致使其开裂现象频繁发生。在车轮荷载的交替作用下,裂缝会进一步扩展成坑洞,严重影响桥面的平顺性和桥梁的耐久性甚至安全性。本文在原有传统式桥面连续结构的基础上,针对一种新型钢筋混凝土拱型桥面连续构造,基于力学理论推导出其薄弱部位在不同荷载及荷载组合工况下的应力计算公式;借助有限元软件ABAQUS探讨分析其在不同荷载工况作用时应力分布状况,并分析不同参数对桥面连续结构受力的影响,并根据分析结果确定各参数的合理取值区间;最后在参数敏感性分析基础上提出其简化设计方法。本文主要工作如下:(1)介绍了国内外桥面连续结构的研究现状及其主要的构造形式和典型病害;(2)将钢筋混凝土拱型桥面连续结构简化为无铰拱计算模型,利用弹性中心法对简化模型进行受力分析,推导得出拱型桥面连续构造在不同荷载工况作用下的应力计算公式,并根据桥梁规范对荷载工况进行荷载组合,得出拱型构造薄弱位置处上、下表面的最大拉、压应力;(3)借助有限元软件ABAQUS对一座传统式桥面连续简支梁桥建立精细化仿真模型,分析其在不同荷载作用下的应力大小及其分布情况。根据应力分析结果确定影响桥面连续受力的主要因素,并对主要荷载因素进行组合,得出影响桥面连续结构受力的最不利荷载组合及其位置分布情况;(4)在现有工程桥梁的基础上,对桥面连续结构进行改造,将桥面连续结构设计成钢筋混凝土拱型桥面连续构造,并建立精细化仿真模型,分析拱型桥面连续在不同荷载及其最不利荷载组合下的应力大小和分布情况,将分析结果与传统式桥面连续结构的分析结果进行对比,判断出拱型桥面连续结构的优越性;(5)应用ABAQUS对拱型桥面连续结构进行参数敏感性分析,判断桥面连续配筋率、铺装层的厚度及其面层材料设置、拱型桥面连续长度、拱型桥面连续浇筑材料等对拱型桥面连续结构受力的影响。通过各参数的分析结果,确定对桥面连续结构的主要影响因素,并给出合理的参数取值区间;(6)结合上述分析结果,对拱型桥面连续构造提出合理的简化设计方案,并进行实例分析和理论验算。

关键词：简支梁桥拱型桥面连续结构无铰拱有限元模拟参数敏感性分析简化设计方法

T型钢半刚性连接空间钢框架弹塑性分析与二阶简化计算

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T型钢半刚性连接空间钢框架弹塑性分析与二阶简化计算

作者：何琼芳湖南大学

学位级别：硕士

在以往的钢框架梁柱节点分析中,通常假定梁柱连接为刚接或铰接。而实际工程中有许多连接的刚度处在完全刚性和理想铰接之间,即半刚性连接。在以往的钢框架结构分析中,大多数规范仍是利用弹性分析的内力进行结构设计,借助有效长度系数针... 详细信息

在以往的钢框架梁柱节点分析中,通常假定梁柱连接为刚接或铰接。而实际工程中有许多连接的刚度处在完全刚性和理想铰接之间,即半刚性连接。在以往的钢框架结构分析中,大多数规范仍是利用弹性分析的内力进行结构设计,借助有效长度系数针对单个构件进行稳定验算,但规范中规定的有效长度系数方法具有一定的局限性。本文在充分考虑连接非线性、几何非线性、材料非线性的基础上,提出了半刚性连接空间钢框架的二阶弹塑性分析方法,并在此基础上进行了框架结构的弹塑性大变形分析和极限承载力分析。本文研究了T型钢半刚性连接节点的极限弯矩承载力和初始连接刚度公式,在此基础上提出T型钢连接的弯矩-转角模型——四参数指数模型,最后编制了一个计算T型钢连接节点的极限弯矩承载力和初始连接刚度的程序QMURKI。通过程序和连接模型本文还进一步对影响T型钢连接性能的各因素进行了探讨。在半刚性连接空间钢框架结构分析上,本文利用非线性连续介质力学有限变形理论和内力屈服面塑性流动理论,推导了半刚性连接空间杆单元的弹塑性刚度矩阵,并由此编制了半刚性连接空间钢框架的二阶弹塑性分析程序。通过不同的算例对比分析了半刚性连接空间钢框架极限承载力的影响因素。本文还通过一个简单算例对比刚性和半刚性连接钢框架的荷载-位移曲线,由此可知在半刚性连接钢框架设计中应充分考虑半刚性连接的影响。最后,本文将弯矩放大法推广应用到半刚性连接空间钢框架二阶弹性简化分析上,并与在第三章程序基础上改编的半刚性连接空间钢框架的二阶弹性分析程序进行对比。通过单跨单、双、三层钢框架三个算例对比简化分析与精确分析的二阶位移和内力的误差,由误差分析可知本章所提出的简化设计方法是可行且具有一定适用性的。

关键词： T型钢半刚性连接空间钢框架二阶弹塑性极限承载力简化设计方法

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高层交错桁架体系钢结构的空间稳定性研究

高层交错桁架体系钢结构的空间稳定性研究

作者：徐伟长安大学

学位级别：硕士

本论文主要完成了以下工作: (1)根据有限变形理论三维虚功增量方程,采用更新的UL列式法,推导出交错桁架结构整体稳定分析的单元刚度矩阵,该刚度矩阵综合反映了单元的剪切效应、二阶效应、翘曲分布、半刚性连接、单元初应力刚度等因素的... 详细信息

本论文主要完成了以下工作: (1)根据有限变形理论三维虚功增量方程,采用更新的UL列式法,推导出交错桁架结构整体稳定分析的单元刚度矩阵,该刚度矩阵综合反映了单元的剪切效应、二阶效应、翘曲分布、半刚性连接、单元初应力刚度等因素的影响,同时建立交错桁架结构的非线性有限元力学模型,为钢结构交错桁架体系计算软件的编制提供理论基础。 (2)运用门槛刚度将交错桁架划分为强、弱支撑交错桁架,其目的是为了运用传统的计算长度系数法来考虑结构的稳定性。通过算例分析可知建筑的高宽比和桁架的跨高比对结构的二阶效应具有很大的影响,因此在分析中应引入二阶分析方法来考虑结构的整体稳定性。 (3)对结构整体稳定的判定准则进行了研究,并以此为依据提出了高层交错桁架体系的整体稳定判定准则,即依据荷载—位移曲线切线斜率控制和单元刚度矩阵(正定)控制。并且根据直接P-Δ分析法,提出考虑整体二阶效应的简化计算方法,从而大大提高了计算效率。并且根据研究,对高层交错桁架体系整体稳定性的设计提出了一些建议。

关键词：交错桁架结构非线性分析整体稳定侧移刚度二阶效应简化设计方法