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.     

加强型和削弱型梁柱节点对钢框架性能的影响

针对加强型和削弱型两种梁柱连接节点,分别进行了钢框架的有限元单向加载和循环加载分析,探讨了两种节点类型对结构承载能力、抗侧刚度、耗能能力等性能的影响.有限元计算结果表明:两种节点都可以使梁端形成塑性铰,具有较好的耗能能力,但与削弱型节点相比,加强型节点可以显著提高钢框架的屈服荷载、抗侧刚度和极限承载力,而且有效降低了梁端翼缘的轴向应力,便于实现强连接弱构件,更适合于抗震设防地区采用.     

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.     

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.     

外伸端板型半刚性钢节点的有限元分析

利用有限元分析软件ANSYS对外伸端板型半刚性钢节点进行了弹塑性有限元计算,分析了节点中端板厚度及螺栓直径对钢节点初始转动刚度、弹性极限弯矩和转角及塑性极限弯矩和转角的影响,从而提供了一些在外伸端板钢节点设计时值得思考的问题.     

几何材料非线性的新梁柱单元及程序编制

给出了基于UL法的三维梁柱单元虚功增量方程,详细推导了考虑翘曲和剪切变形影响的三维空间梁柱单元的几何非线性切线刚度矩阵,同时对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弹塑性切线刚度矩阵.根据面向对象的程序设计思想,将整个有限元域划分为8个基本类,在单元基类的基础上派生了新的单元类,采用C++语言编制了面向对象的空间钢框架分析程序.算例证明,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.     

钢——砼组合梁的截面性能分析

本文用数值迭代法对钢——砼组合梁截面的弯矩—曲率关系和权限弯矩进行了计算分析。从理论上校核了用来确定组合梁极限抗弯强度的简化塑性理论。计算结果和分析表明,数值迭代法是计算组合梁截面曲率的有效方法。在已知滑移应变的情况下,数值迭代和数值积分计算可以较精确地估算不完全剪力连接钢—砼组合梁的挠度。     

塑性区法在平面钢框架稳定分析中的应用

应用结构稳定性分析的塑性区理论对平面钢框架进行平面内稳定性研究.基于塑性区理论建立单元各纤维元与单元位移之间的关系,采用修改的拉格朗日列式法和虚功原理建立结构的刚度矩阵和刚度方程.然后对Williams框架进行了分析,获得了令人满意的结果,与文献中计算结果比较表明塑性区法由于其充分考虑了材料的塑性扩展,因而是比其他稳定性分析方法更为精确的方法.     

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.     

狗骨式连接轻钢框架抗震性能和抗震设计

为研究狗骨式连接轻钢框架的抗震性能分析方法和设计方法,对两跨两层狗骨式连接轻钢框架拟静力试验试件进行了静力弹塑性分析,节点域用转动弹簧来考虑其剪切变形,采用双线性特性塑性铰,计算结果与试验结果较一致。狗骨式连接轻钢框架具有很好的抗震性能,梁上塑性铰首先出现在翼缘削弱截面处。针对狗骨式连接钢框架的特点,提出了抗震设计建议,推导得出了保证塑性铰出现在翼缘削弱部位的条件。