钢结构的弹塑性大位移研究分析

为了探讨钢结构的高等分析和设计方法,本文作者应用泛函的最小势能原理,将经典的梁柱理论与非线性有限元法相结合,提出一种钢结构弹塑性大位移研究分析的简化单元模式和计算方法。它考虑了结构大位移、轴力的P-Delta效应、残余应力、轴力使杆件截面极限弯矩的变化、截面刚度退化和塑性区长度等非线性因素的综合影响。通过一个典型钢框架的非线性全过程分析,说明了该法的实际应用。算例表明,本文方法是可靠的,可供工程设计人员参考。     

钢框架高等分析综述

本文简要介绍了钢框架结构体系的发展现状以及现行钢结构设计方法的局限性,引出高等分析的设计理论,并介绍了高等分析方法,具体阐述了其中应用最广泛的精细塑性铰法。说明了钢框架设计过程中高等分析的优越性。     

钢结构有侧移组合框架的新型简化分析设计方法

欧洲规范4是针对组合构造的欧洲设计规范,在EN1994-1-1中主要涵盖了对"无侧移框架建筑"设计的讨论。因此,欧洲规范4更注重对结构部件的检查,如梁、柱、板和节点。然而,近几年,没有抗风支撑体系的高层建筑和大型工业用房普遍出现整体失稳这样的失效模式,而欧洲规范4并没对其进行详尽的介绍。最近,在Liège大学进行了密集型试验以及数值和理论研究。后者旨在不断发展的设计规则下,完善对有侧移组合框架建筑这一领域的认识。梁-柱组合节点的转动性能是重要的一个研究方面并着重对其进行了讨论。文章介绍了Liège大学对这一研究主题的研究结果。特别提出一个新型的、可以预测静态荷载下钢和组合框架极限承载因素和相关倒塌模式的简化分析模型。     

火灾下钢结构的性能与高等分析

本提出了一种改进的模型用于真实火灾下结构的性能分析。其主要特点是用非线性有限元模拟构件，反映结构整体非线性的影响。对真实火灾采用多区域及热辐射模型进行了模拟，对瞬态热传导采用有限元法进行了计算。采用边界面理论来考虑塑性沿构件截面的连续性。对承受局部火灾的半连续框架、多高层及大跨拱形析架采用了基于性能的分析方法。其中对梁跨度，火源位置对火势的蔓延对结构的影响进行了分析。最后对大跨屋面结构在非对称热力作用下的权限状态进行了分析。     

采用高等理论的钢结构设计步骤分析

总结了高等钢结构的有关设计理论;对比分析了钢结构的设计步骤,指出传统设计步骤和高等设计步骤的异同;根据统计数据,分析了钢结构有关设计软件;指出了进一步发展的方向.     

空间钢框架高等分析的塑性区方法研究

钢框架结构高等分析的塑性区模型能够精确地模拟结构二阶非弹性性能,在对基于构件截面弯矩-曲率-轴力关系的塑性区模型和基于有限单元法实体单元、壳单元及纤维单元的塑性区模型进行系统研究之后,指出它们的优缺点及应用过程中需要注意的问题。并在此基础上,介绍基于塑性区模型的混合单元技术,为进行塑性区模型的理论研究及应用提供依据,同时为空间钢框架结构的精确非线性分析提供参考。     

高等分析及其在钢结构设计中的应用

本文介绍了结构高等分析的概念和一般方法;给出了梁柱单元四项式表达,克服了轴力变号或趋于零时稳定函数表达不一致的缺点;通过一个设计实例进一步说明了高等分析用于设计时的优点与一般步骤,由于不需要对结构构件进行强度与稳定性验算,因此高等分析用于钢结构设计时具有极大的实用价值     

钢框架高等分析中初始几何缺陷的考虑方法

结构整体和构件的初始几何缺陷是结构产生非线性行为的影响因素之一,在目前的高等分析中常按最不利的缺陷分布来考虑它们的影响。采用蒙特卡罗法可以考虑初始几何缺陷的随机遇合问题,能更加合理地确定初始缺陷的分布规律。通过统计分析得到柱顶侧移和梁跨中挠度的概率密度函数,可由此确定框架可能的最大变形。某一六层单跨框架的计算结果表明:当按缺陷的最不利分布来施加不同的初始几何缺陷时,对框架的极限承载力影响不大,但对框架的侧向变形影响较大:初始几何缺陷越大,框架的最终变形也越大。但按蒙特卡罗法考虑不同的初始缺陷时,与无缺陷框架相比,结构变形增加有限。算例还表明,当框架按高等分析的极限承载力设计时,相应标准荷载作用下的变形不能满足正常使用要求,因此,设计常受正常使用极限状态控制。     

用于支撑的单层钢结构框架性能分析

为验证某一座有储罐的钢框架的承载能力和刚度,本文把储罐在单层钢框架上的作用力简化为均布荷载,采用有限元软件ANSYS分析了这一框架在均布荷载作用下的静力性能和动力模态分析,经仿真分析可知钢框架的承载力和刚度均满足要求,本分析可为进一步深入开展这种框架的抗震性能提供依据.     

蟹岛钢结构大棚检测复核计算分析

为了对蟹岛钢结构大棚工程进行安全性评估,抽样检测该工程的屋盖网架的截面尺寸、杆件直径、壁厚、长度、球节点等尺寸,并采用MIDAS有限元设计软件建立整体结构模型,分别验算承载力极限状态下结构的承载力情况和正常使用极限状态下结构的变形情况,并按相应规范进行复核.结果表明:钢结构大棚整体符合规范要求,但个别杆件需要加固改造.     

钢框架平面内高等分析方法的应用

基于改进塑性铰法,讨论了构件的计算单元,二阶效应,截面的塑性扩展、构件残余应力、初始几何缺陷等各种非线性因素的处理方法,采用改进塑性铰法可以保证结构较高的计算精度,比较真实地反映结构在荷载作用下的内力和变形状态,可用于工程分析和设计。     

钢管混凝土框架-混凝土核心筒混合结构弹塑性分析

某钢管混凝土框架-混凝土核心筒混合结构为超限高层结构,设计中采用了性能化设计思想,对不同类别构件进行了不同设防水准的分析及验算。为了评估结构在大震下的抗震性能,探讨当前设计方法与抗震性能目标间的对应关系,利用CANNY09对此结构进行了整体弹塑性分析,对设计结果进行了校核。结果表明,目前所采用的中震或大震设计方法能有效增加结构的抗震可靠性,但是尚存在不同类别构件设计结果与设防目标不协调的问题,主要原因包括弹性阶段位移指标的选取、不同烈度水平下分析模型的适用性以及静力与动力分析的差别等,对这些原因进行了讨论并给出了处理建议,可供相关设计参考。     

钢框-桁架组合结构的静力分析

介绍了钢框-桁架组合结构是一种新型的钢-混凝土组合结构形式,应用有限元法对钢框架与钢框一桁架组合结构进行静力分析,通过比较得到该结构形式在自重、用钢量等方面的优势,并对节点及支撑提出构造处理措施。     

多层钢框架结构的技术分析及比较

通过对某多层钢框架结构教学楼的技术分析及比较,探讨了多层钢框架结构的设计方法和其技术的合理性,指出钢框架结构有环保、重量轻、施工工期短等优点,但造价较高,寻找先进技术与低廉造价的平衡点将是今后研究的重点。     

Pushover分析方法及钢框架算例

阐述了静力弹塑性分析方法的基本原理、实施步骤和几种水平荷载加载模式,并用ANSYS对一榀多层钢框架进行了计算分析,结果表明Pushover法是一种有效的静力弹塑性分析方法。     

谈轻型钢结构的应用

介绍了我国50年钢结构发展历史，阐述了轻型建筑钢结构体系的特点及其应用范围，提出了最常见的轻型建筑钢结构设计方法及其在设计中的注意事项。     

浅析钢筋混凝土结构与钢结构在建筑中的应用

分析了钢筋混凝土结构和钢结构的各自特点，采用比较法分析两者的不同，提出在大多数情况下，宜依据工程的使用要求、总造价和工期等要求选择合理的结构。     

多层钢框架结构的Pushover分析

采用四种不同的水平加载模式对多层钢框架结构进行了多遇地震、罕遇地震作用下的Pushover分析,得到结构的顶点位移、各楼层层间位移、层间位移角以及塑性铰分布,在性能点处,多遇地震作用下结构并未出现塑性铰,在罕遇地震作用下结构逐步出现塑性铰,进而判断出结构中的薄弱环节为结构的底层。     

Advanced analysis for structural steel building design

The 2005 AISC LRFD Specifications for Structural Steel Buildings are making it possible for designers to recognize explicitly the structural resistance provided within the elastic and inelastic ranges of behavior and up to the maximum load limit state. There is an increasing awareness of the need for practical second-order analysis approaches for a direct determination of overall structural system response. This paper attempts to present a simple, concise and reasonably comprehensive introduction to some of the theoretical and practical approaches which have been used in the traditional and modern processes of design of steel building structures.     

轻型钢结构建筑及其应用

从门式刚架钢结构体系、多层房屋钢结构体系、冷弯薄壁型钢结构体系和金属拱型波纹屋盖结构体系等方面介绍了轻型房屋钢结构体系及特点,同时指出轻型房屋钢结构具有施工速度快、建筑造形美观、用钢量少、造价低等优点,以推广该结构的应用。