改进塑性铰法在钢框架高级分析中的应用

改进塑性铰法是一种简化的高级分析方法。该方法能够考虑结构及构件的二阶效应、几何缺陷和残余应力等多种非线性因素的影响，还可以考虑连接的半刚性性能。改进塑性铰法已可用于平面钢框架的高级分析和设计，对空间钢框架的高级分析尚有待发展。详细介绍了实用的改进塑性铰法对各种非线性因素的处理办法，及平面框架分析向空间框架分析扩展的实用方法．并讨论了当前改进塑性铰法高级分析亟待解决的问题。     

平面钢框架精炼塑性铰法的改进与应用

目的 改进平面钢框架高等分析方法的精炼塑性铰法,真实有效地反映钢框架的极限承载力及有侧移框架结构的稳定情况.方法 在精炼塑性铰方法的基础上采用有侧移杆件作为计算单元,并对单元切线刚度矩阵进行修正来考虑结构的二阶效应(P-△),及有侧移杆件单元两端截面的塑性扩展.结果 采用改进后的方法的计算结果,与钢框架的经典算例及两层单跨钢框架实验的结果吻合良好.结论 钢结构的高等分析方法较真实地反映了结构在荷载作用下的内力和变形状态.得到了更精确的结果,比基于计算长度考虑构件稳定的线弹性分析的分析方法更优越.     

空间钢框架修正精细塑性铰法理论研究

建立了考虑剪切变形及二阶效应影响的空间梁柱单元,可考虑截面的逐渐屈服,以及残余应力引起的分布塑性对单元刚度的影响.单元刚度矩阵包含了轴向、弯曲和扭转位移之间的耦合效应、弯扭屈曲以及结构变形过程中由于力矩空间转动引起的连带弯矩影响.采用C++编制了高等分析程序,通过几何、材料非线性算例证明了本文研究方法的精确度和有效性.     

高层钢结构双重非线性分析的塑性铰法

引入塑性铰的概念,建立了空间梁单元弹塑性刚度矩阵,同时考虑几何非线性、残余应力、端部约束等的影响,给出了一套钢结构复杂体系的有限元计算方法。理论上简单易行,具有良好的可靠性,为高层钢结构力学性能的实用分析奠定了理论基础。     

半刚性连接钢框架非线性分析的修正塑性区法

提出一种半刚性连接钢框架非线性分析的修正塑属性区法。它考虑了轴力的Ｐ－Ｄｅｌｔａ效应、梁柱的半刚性连接、横截面的塑化和塑性区长度等几何和材料非线性因素的影响。该法既克服了塑性区法因单元划分过多而多占计算机内存和花费机时的缺陷，又了塑性铰法不能考虑横截面塑性区长度影响的不足。     

SAP2000在静力弹塑性分析时塑性铰的修改

介绍了SAP2000在静力弹塑性分析(Pushover)时的规范背景。当采用中国规范,运用SAP2000进行Pushover分析时,需对塑性铰进行修改。提出了修改建议,通过算例对中心支撑钢框架采用两种塑性铰进行Pushover分析,并对结果进行比较,表明塑性铰的修改是必要的。     

考虑剪切和翘曲变形影响的空间钢框架塑性铰模型

采用更新的拉格朗日列式,推导了一种较为精确的用于空间钢框架非线性分析的集中塑性铰模型.利用考虑剪切变形效应的插值函数推导了空间钢框架结构梁柱单元二阶弹性分析的刚度矩阵.在矩阵推导的过程中,引入了基于薄壁构件的Kollbrunner-Hajdin修正约束扭转理论,应用此理论产生的翘曲扭转插值函数可计及二次剪应力对翘曲变形的影响;结合可以考虑残余应力影响的CRC切线模量,利用扩展的Orbison屈服面模型,推导了一种能反映塑性沿构件截面扩展的二阶非弹性分析的梁-柱单元,可用于多种空间钢框架结构的双重非线性分析,具有较强的通用性.最后通过算例证明了本文提出梁-柱单元的精度和有效性.     

钢框架在高温（火灾）下塑性力学特征分析

由于在高温条件下钢材的屈服强度和弹性模量随温度升高均有所折减,使得钢结构建筑存在极大的安全隐患.为了研究钢框架结构在局部火灾下的塑性铰先后出铰顺序.首先通过理论计算,得出高温下钢构件的温度内力和温度弯矩,再根据力学理论分析塑性铰出铰顺序.最后利用有限元软件对高温环境中两层两跨平面钢框架整体结构进行模态分析,得到各节点应力变化情况和不同时刻塑性应变情况.结果 表明:理论计算得出塑性铰出铰先后顺序为,梁柱连接处、梁跨中节点处、柱脚.数值模拟出的塑性铰出铰顺序和位置与理论分析结果一致,可为相似工程提供参考.     

型钢混凝土框架静力非线性分析塑性铰参数研究

SRC构件具有比普通RC构件更高的承载力和极限变形能力.但由于SRC构件塑性铰属性参数较难确定,使该结构很难直接应用静力非线性方法进行分析,而是转化为等刚度的RC构件进行计算.从理论上给出了SRC框架压弯构件PMM铰N-Mx-My相关面的形成方法,提出了型钢混凝土构件弯矩-曲率曲线的确定及将其转化为杆单元塑性铰弯矩-曲率关系的方法,并得到了塑性铰区长度的计算方法.应用确定的铰属性参数对两跨三层SRC框架进行了静力非线性分析,结果与振动台试验吻合较好,表明这种铰属性参数用于SRC构件静力非线性分析是合适的.最后通过与具有相同刚度的RC框架计算结果对比分析,表明采用这种刚度相等的RC构件进行计算低估了SRC框架的抗震能力.     

钢框架二阶弹塑性分析的简化塑性区法

本文提出钢框架二阶弹塑性分析的简化塑性区法。它可以考虑轴力的Ｐ－Ｄｅｌｔａ效应、残余应力、横截面刚度退化和塑性区长度等几何和材料非线性因素的影响。该法既弥补了经典塑性铰法不能考虑横截面刚度退化和塑性区长度影响的不足，又克服了塑性区法单元划分过多，因而多占计算机内存和花费机时的缺陷。计算分析表明，其结果令人满意。     

预应力混凝土框架结构分析的曲率力法

在对后张有粘结预应力混凝土框架结构进行非线性分析时，根据其结构特点和加载方式，提出了一种叫曲率力法的非线性分析方法，该方法利用有限元原理和增量理论，在结构非线性分析的加载过程中用力法求解，加载的步长增量是截面的曲率，并以此来反求外荷载的增量，文中首先说明了该方法的基本假定和材料的本构关系，接着以一单层单跨预应力混凝土框架为例，推导了该方法的原理和步骤，最后，文中利用以该方法编制的非线性程序对两榀预应力框架试验进行了模拟计算，结果表明，模拟计算和试验测试的过程及结果吻合较好，为预应力框架结构分析增添了一种新的方法。     

加强框结构静强度可靠性分析方法

本文阐述了加强框结构静强度可靠性分析的一般方法。对优化准则法进行了改进，并应用它选取各级增量载荷作用以后的破坏元件，形成结构体系的破坏树；利用Fred Moses的增量载荷法列举结构主要失效模式所对应的安全余量方程；使用仿射空间中的数值积分法求主要失效模式的二、三阶交叉破坏概率，然后用Feng的高精度法计算结构体系的破坏概率。两个算例的结果表明，本文采用的方法计算效率高、结果正确。     

空间钢构架混凝土L形柱的非线性有限元分析

通过ABAQUS有限元分析程序对空间钢构架混凝土L形柱受力性能的非线性分析,分析比较了配筋形式、轴压比、混凝土强度等级以及加载角等因素对空间钢构架混凝土L形柱承载力和变形能力的影响,供工程设计参考.     

火灾下钢框架结构的热-结构耦合非线性分析

在ANSYS有限元分析软件中建立1榀2跨框架模型,采用SOLID70和SOLID45单元进行热-结构耦合分析,研究火灾下钢框架结构的非线性反应．研究结果表明,火灾下钢框架的非线性反应可以划分为4个阶段,火灾中梁的截面温度为非线性分布,节点部位是钢框架抗火的薄弱环节．     

空间钢构架混凝土简支梁非线性有限元分析

采用ABAQUS软件对5根空间钢构架混凝土简支梁和1根普通钢筋混凝土简支梁的受力性能进行非线性有限元分析,验证了所建立的有限元分析模型的正确性,模拟分析结果与试验结果基本相符。在此基础上,通过改变空间钢构架的含钢率、竖向缀条的间距和宽度等参数,模拟分析了空间钢构架混凝土简支梁的受力性能,得到了一些有益的结论,为后续的试验研究提供依据。     

杆件结构几何非线性分析的梁柱单元

采用稳定函数考虑单元P-δ效应,建立了空间弹性梁单元方程．梁单元的内力计算考虑了总量算法、增量算法、总量算法并考虑弓形效应以及增量算法并考虑弓形效应四种不同情况．通过典型算例的几何非线性分析,对比了四种自编梁单元以及ANSYS中的BEAM4和BEAM189单元的精度．进行几何非线性分析时,总量算法优于增量算法;当采用总量算法并考虑弓形效应时,自编梁单元几何非线性分析的精度优于BEAM4单元的,与BEAM189单元相当,甚至略优于BEAM189．     

考虑填充墙对钢框架结构体系影响的静力非线性分析

目的 研究框架抗震分析中,填充墙对框架结构的影响,为框架结构抗震设计提供参考依据.方法 利用pushover分析方法 对钢框架结构进行分析.结果 预测了结构在横向作用力下的行为;了解了塑性铰出现的先后顺序、塑性铰的分布、结构的薄弱环节、结构的破坏模式;考虑协同作用下.填充墙框架的抗侧能力提高7%～8%.结论 填充墙-框架结构体系的侧移刚度比纯框架有不同程度地提高,在工程设计中应充分考虑这种影响,提高结构设计的安全性与经济性.     

钢筋混凝土框架结构非线性设计探讨

本文运用非线性分析理论,结合—8层框架结构设计实例,讨论非线性设计理论和方法。本文所推荐的非线性设计方法是对现有规范中的调幅法的引深和推广。     

钢管混凝土框架结构理论分析方法初步研究

钢管混凝土结构由于具有一系列优点,目前正被越来越广泛地应用于厂房和高层建筑的框架结构中,取得了良好地经济效果。但至目前为止,尚无专门的静力和动力作用下的计算方法。本文对钢爱混凝土构件的抗弯刚度进行了研究,并基于此探讨了钢管混凝土框架结构静力作用下水平侧移计算的“Ｄ”值法以及地震反应的弹塑性过程分析方法。     

几何材料非线性分析的新空间梁柱单元

给出了基于UL法的三维梁柱单元虚功增量方程,首次详细推导了同时考虑翘曲和剪切变形以及力矩空间转动影响的三维空间薄壁梁柱单元的几何非线性切线刚度矩阵;材料非线性通过在单元端部形成塑性铰来考虑,对Orbison截面塑性面进行了修正,以考虑扭矩和翘曲对截面强度的影响,采用塑性流动法则推导了单元端部进入塑性时的单元弹塑性切线刚度矩阵。算例表明,只需要一到两个单元就可以准确预测空间钢框架的极限承载力和失稳模态,有效考虑剪切变形及翘曲对结构的影响。