梁-柱及柱脚均为半刚接的钢框架计算分析

针对梁-柱及柱脚均为半刚性连接钢框架进行研究,采用了考虑连接的柔性以及构件的几何非线性影响的非线性分析方法来分析和设计半刚性钢框架,给出了该种钢框架非线性分析需用的3种单元类型：考虑几何非线性的平面框架单元-梁柱单元;考虑梁端节点柔性的平面框架单元-半刚性连接梁单元;考虑底层柱脚柔性和几何非线性的底层柱单元-半刚性柱脚梁柱单元。写出了每种单元的单元刚度矩阵以及叙述了利用经典矩阵位移法进行框架整体分析的程序。引进柱脚半刚性进行钢框架非线性分析,即考虑梁柱、柱脚连接半刚性和几何非线性的整体框架分析,必然会使钢框架受力与实际状态更相符,使结构设计更合理,使框架结构的优化设计更完善、更经济。     

半刚接钢框架柱的稳定分析方法

根据钢框架稳定设计中柱子计算长度的概念,研究了钢框架中梁柱节点半刚性连接柱的计算长度系数取值问题,采用螺旋弹簧模拟梁柱节点连接的半刚性,考虑了梁柱间的相对转角关系,通过引入梁柱线刚度比修正系数的计算方法,推导了有侧移和无侧移半刚接钢框架柱计算长度系数的修正公式。研究结果表明:受节点半刚性影响,半刚接钢框架柱的计算长度系数比按刚接考虑的计算长度系数要大,约增大2%～6%;框架柱除底层外,其上下两端与横梁的连接基本是半刚接的形式,按横梁有侧移考虑,柱的计算长度系数比柱两端按刚性节点计算出的计算长度系数值增大了4%左右。由此可见,在钢框架的稳定分析和设计中,应考虑由于梁柱节点采用半刚接的连接形式,对框架柱的稳定性产生的不利影响。     

有侧移半刚性连接钢框架柱的计算长度系数

利用三层柱的框架结构计算模型,引入梁柱线刚度比修正系数,采用螺旋弹簧模拟横梁对柱子的约束弯矩及节点连接的半刚性,考虑连接的非线性弯矩—转角关系,建立梁柱有侧移半刚性连接转角位移方程,推导了有侧移半刚性钢框架柱计算长度系数的公式,本文推导的半刚性连接柱的计算长度系数公式与《钢结构设计规范》(GB50017-2003)中的刚性钢框架柱的计算长度系数形式相同。研究结果表明:有侧移半刚性连接钢框架柱的计算长度系数比刚性连接的钢框架柱的计算长度系数增大6%~14%左右,故在半刚性连接的钢框架柱的稳定和分析中,应考虑梁柱节点的半刚性连接对钢框架稳定性产生的影响。本文引入的梁柱线刚度比修正系数物理意义明确,计算方法简捷方便,便于工程推广。     

半刚接钢框架稳定分析中柱的计算长度取值研究

根据钢框架稳定设计中柱子计算长度的概念 ,研究了钢框架中梁柱节点半刚接柱的计算长度系数取值问题 ,采用螺旋弹簧模拟梁柱节点连接的半刚性 ,考虑了梁柱间的相对转角关系 ,通过引入梁柱线刚度比修正系数的计算方法 ,推导了有侧移和无侧移半刚接钢框架柱计算长度系数的修正公式 .研究结果表明 :受节点半刚性影响 ,半刚接钢框架柱的计算长度系数比按刚接考虑的计算长度系数增大 ,增大范围约在 6 %～ 9%左右 ;框架柱除底层外 ,其上下两端与横梁的连接基本是半刚接的形式 ,按横梁有侧移考虑 ,柱的计算长度系数比柱两端按照刚性节点计算出的计算长度系数值增大了 9%左右 .由此可见在钢框架的稳定分析和设计中 ,应考虑梁柱节点采用半刚接的连接形式对框架柱的稳定性产生的不利影响     

半刚性连接钢框架的内力计算

采用比较适合结构分析的三参数力学模型模拟半刚性连接梁柱节点的弯矩-转角性能.根据小变形叠加原理,推导了半刚接梁单元杆端弯矩的计算公式与总刚度方程.在此基础上,考虑了半刚接钢框架的几何非线性和连接柔性的影响,利用有限元方法进行实例分析,详细地分析了刚接框架与半刚接框架的内力对比.分析结果表明:该计算方法可靠,可供有关工程设计人员参考.     

无侧移失稳半刚接钢框架柱计算长度系数研究

按照梁无侧移失稳形式,采用螺旋弹簧模拟节点的半刚性,考虑了节点半刚性及柱两侧节点刚度不同时的相互影响,引入了连接相对柔度u和梁柱相对转角的分配系数α,得到了横梁线刚度修正系数β的计算公式,进而得到了半刚接钢框架柱的计算长度系数公式。     

半刚性钢框架优化设计研究

推导了考虑连接柔性和几何非线性的局部坐标下的单元刚度矩阵,并对半刚性连接单元的固端力进行了修正;其次,采用增量加载法,给出了考虑连接柔性、框架的几何非线性和单元内力与连接之间耦合效应的半刚性钢框架结构分析计算机流程;按照GB50017-2003《钢结构设计规范》和实际施工的要求,建立了考虑构件和连接最小费用问题的半刚性钢框架优化数学模型;然后,在遗传算法和半刚性钢框架结构分析流程的基础上,给出了半刚性钢框架优化设计步骤;根据算例,对半刚性钢框架优化设计做了初步的探讨。     

半刚性连接钢框架二阶内力和位移的简化计算

框架中梁柱连接大多介于完全刚接与理想铰接之间,即半刚性连接.提出了半刚性连接钢框架二阶内力与位移的简化计算方法.在计算内力时用弯矩放大法,连接的影响通过将梁的抗弯刚度乘以修正系数来考虑;计算位移时用D值法,连接的影响通过将梁的抗弯刚度转化为等效刚度来考虑.算例表明,在计算中应充分考虑半刚性连接的影响.     

半刚性连接钢框架二阶内力和位移的简化计算

框架中梁柱连接大多介于完全刚接与理想铰接之间,即半刚性连接。提出了半刚性连接钢框架二阶内力与位移的简化计算方法。在计算内力时用弯矩放大法,连接的影响通过将梁的抗弯刚度乘以修正系数来考虑;计算位移时用D值法,连接的影响通过将梁的抗弯刚度转化为等效刚度来考虑。算例表明,在计算中应充分考虑半刚性连接的影响。     

半刚接钢框架的有限元分析及性能探讨

本文对半刚接钢框架的有限元法做了分析,在单元刚度矩阵中考虑了节点柔性和几何非线性的影响,并对固端力做了修正。最后编制程序用增量迭代法对有侧向和竖向荷载作用的半刚接钢框架做了分析,初步探讨了半刚接钢框架的性能。     

钢框架非线性分析中的一种新单元模型

为避免稳定函数方法在轴力为拉、压和零时刚度系数表达式各异的不便 ,提出了点平衡三次B样条函数单元。该单元是以满足节点位移及分别在 1 3和 2 3跨度点处的平衡条件来构造的。由此模型 (PES)导出的刚度系数表达式 ,具有比五次多项式单元简单 ,易于应用等优点。通过算例表明 ,PES单元针对 1个单元 构件模型具有较高精度。     

钢筋混凝土框架分析中一种改进的简化刚度法

提出了一种改进的简化刚度法。通过引入塑性刚度折减系数 ,获得统一的单元刚度的表达式。与简化刚度法的双分量模型相比 ,该方法更加形象直观 ,物理概念愈加明晰     

异形截面连续开孔构件刚度等效分析

本文分析了不同孔形的腹板连续开孔对异形截面构件刚度的影响。用有限元分析软件比较了腹板开孔构件与实腹构件在支座位移下的受力状态,在此基础上总结出腹板连续开孔构件刚度的等效计算方法。对于三维空间结构,各蜂窝构件的跨高比不同,刚度折减也不同。与实腹杆件相比,腹板开孔改变了构件的相对刚度,从而影响整体结构的内力分布。本文结合工程实例分析了构件腹板连续开孔对框架力学性能的影响。     

单管塔节点刚度对整塔刚度的影响

单管塔常用的插接连接节点和法兰连接节点的刚度相对于连续塔体均有不同程度弱化,而目前单管塔的设计计算方法将整塔视为刚度连续构件,并未考虑节点刚度弱化对整塔刚度的影响。利用ANSYS有限元分析程序可以分析多种单管塔节点的节点刚度的弱化程度,采用适当简化方法可进一步分析考虑节点刚度弱化时整塔刚度变化,为实际工程设计提供参考。     

圆钢管混凝土抗弯刚度计算方法探讨

通过对 6个圆钢管混凝土纯弯构件的试验研究 ,分析了圆钢管混凝土的初始抗弯刚度和使用阶段抗弯刚度的变化规律 ,并与国内外相关规范和文献的结果进行了对比和分析 ,探讨了圆钢管混凝土抗弯刚度的计算方法。     

高层建筑结构侧向刚度计算方法的探讨

通过算例论述了目前国内结构抗震设计规范对楼层侧向刚度变化控制的局限性,提出了合理控制楼层侧向刚度的准则。利用该准则可以有效地应用与控制以弯曲变形为主的高层建筑结构楼层侧向刚度的变化。     

鱼腹梁刚度的影响因素分析

预应力鱼腹梁钢支撑作为一项基坑内支撑新技术,具有大跨度、大空间的优势,已广泛应用于基坑工程中,但关于鱼腹梁结构的刚度研究还很少.为便于分析,本文对鱼腹梁的腹杆作简化,同时把鱼腹梁看作是两端固定的结构梁,通过位移法及MATLAB程序求解鱼腹梁的受荷变形.引入"等代抗弯刚度"的概念,把鱼腹梁看作是钢围檩在直腹杆和钢绞线联合...     

隔震橡胶支座竖向刚度和水平力学性能研究

对我国隔震橡胶支座作了竖向刚度分析,结果表明铅芯橡胶支座的竖向刚度理论值与试 验值吻合极好,普通橡胶支座试验值则偏小;同时对我国橡胶支座水平性能进行了回归研究,得 出了水平有效刚度回归公式。     

连续弹性体模型下桩的动刚度表达式及与静刚度的关系

本文根据有限长桩问题的解析解,推导出连续弹性体模型下基桩动、静刚度及静动刚度比的理论表达式,在此基础上研究分析了各有关参数对动刚度的影响,并研究了各种参数影响下动刚度与静刚度之间的关系。     

SATWE软件如何计算刚度比

总结了地震剪力与地震层间位移比、剪切刚度比、剪弯刚度比在《建筑抗震设计规范》和《高层建筑混凝土结构技术规程》中的定义和计算方法。为了帮助SATWE软件用户正确地选择刚度比的设置,结合一个框支剪力墙结构算例,探讨这三种刚度比在SATWE软件里的适用范围及实现过程,并提出在运用SATWE软件进行结构计算时应注意的问题。