框架-弯剪型支撑体系中框架柱的柱端弯矩放大系数

结构在水平荷载作用下产生水平侧移,竖向荷载作用于水平侧移而产生的内力与侧移增大的现象称为二阶效应,设计时有必要考虑此放大。支撑结构本身的变形特性不同时,这种二阶效应计算公式应有区别,但是目前各国规范只有剪切型结构的二阶效应系数。本文对在水平力和竖向力作用下的框架一弯剪型支撑体系中框架柱的柱端弯矩放大系数,提出了简单的计算公式,用ANSYS有限元计算了各种算例,算例中包括了变截面、变刚度、变轴力等各种形式。比较了有限元结果与近似公式,结果表明提出的公式精度良好。     

弯曲型支撑-框架结构的屈曲及位移和弯矩放大系数

本文对等刚度和等轴力的理想化弯曲型支撑-框架结构的稳定性,采用连续化模型进行了研究,得到了整体有侧移屈曲的总临界荷载计算公式,并对均布水平力和倒三角分布的水平力作用下的侧移和内力进行了线性和二阶分析,得到了考虑二阶效应后框架柱弯矩和整体侧移的二阶效应放大系数,提出了简单的计算公式。     

GB50017—2003《钢结构设计规范》中有待明确的几个问题

就GB 50017—2003《钢结构设计规范》中的一些问题,陈述了自己的见解。内容包括:重力荷载设计值、二阶效应的弯矩与压弯构件公式、疲劳计算的范围、有效截面、弱支撑框架柱计算、高强度螺栓的抗拉承载力。     

钢筋混凝土门式及封闭式单元框架柱的非线性二阶效应分析

本文给出了钢筋混凝土框架非线性二阶效应电算分析的基本思路及步骤,并以最基本的门式单元框架及封闭式单元框架为对象,系统分析了竖向及水平荷载、梁-柱线刚度比以及柱的细长度等因素对柱控制截面二阶弯矩的影响规律。并以修订后的《混凝土结构设计规范》中的偏心距增大系数η的计算公式为基点,给出了能较准确反映上述两类框架柱控制截面二阶弯矩的当量标准柱长度(计算长度)l_0,以及该当量长度随各影响因素变化的规律及其拟合公式。     

框架柱弯矩挠曲及侧移二阶效应的考虑

对框架柱弯矩同时考虑挠曲二阶效应及侧移二阶效应作了分析 ,并对钢筋混凝土框架在竖向荷载及水平地震力作用下的柱弯矩作了具体计算 ,计算结果表明钢筋混凝土框架柱的挠曲二阶效应的影响甚小 ,可以不予考虑     

绕弱轴弯曲钢框架单元的非弹性二阶分析

框架单元常受绕横截面弱轴的弯矩作用,如空间框架单元、绕弱轴屈曲的压杆等。在某些组合截面柱中,绕弱轴方向的弯矩最大。建立简化模型,研究受轴压且绕弱轴弯曲时钢框架单元的二阶非弹性性能。建立了受轴压且绕弱轴弯曲时工字钢、H型钢的塑性强度公式及切线模量经验公式。切线模量公式可用于计算切线刚度,进而求得内部恢复力。这些公式可用于分析钢构件,并考虑欧洲规范ECCS中提到的残余应力,借助有限元程序,采用这些公式,分析平面框架的非弹性二阶性能。与纤维模型相比,新建立的模型的相关性更好。结果表明:新模型准确度高,能节约大量迭代计算时间,     

用非线性分析确定钢筋砼框架柱的二阶弯矩及当量长度

本文在指出各国设计规范对钢筋砼框架柱计算长度取值方面存在的问题之后,给出了确定框架各柱单元控制截面二阶弯矩所用的当量长度的确切含义。随后用经过试验验证的非线性分析程序对规则框架算例中各柱单元控制截面的二阶弯矩随各影响因素的变化规律进行了系列计算。在此基础上,以我国《混凝土结构设计规范》中标准柱偏心距增大系数的原型公式为基点,求得所选算例中各个柱单元的当量长度随各影响因素的变化规律及其拟合公式,并得出了我国《混凝土结构设计规范》(GBJ 10—89)中的框架柱计算长度取值,在本文所计算的范围内均有不同程度偏大的初步结论。     

支撑屈服后屈曲约束支撑框架损伤集中效应分析

屈曲约束支撑(BRB)屈服后刚度较低,某一层或几层BRB率先屈服会造成屈曲约束支撑框架(BRBF)进入弹塑性阶段后不同楼层间刚度的突变,框架弯矩会重分布,进而影响框架的损伤机制。为此,提出框架基于柱端弯矩比的强柱弱梁计算公式,公式表明：当框架节点下部与上部柱端弯矩同号相等时,柱梁承载力比需求最小为1;当弯矩反向相等时,需求则为无穷大;通过分析楼层间BRB刚度比对两层BRBF弯矩分布的影响,说明BRBF中某层支撑屈服会导致该层节点下部与上部柱端弯矩比发生较大的改变,节点上部柱端弯矩甚至反向增大;综上,支撑屈服后BRBF易出现层间柱铰机制。最后,通过算例验证提出的强柱弱梁计算公式和BRBF弯矩分布规律,同时表明：当BRB-框架刚度比较大或者框架柱梁承载力比较小时,BRBF损伤集中效应较为明显。     

对防屈曲支撑铰接连接实际应用和统一整体稳定设计方法的讨论

近来,发现由支撑端部转动引起的端弯矩对防屈曲支撑(BRBs)的整体稳定性有不利影响。然而,从实用的角度来看,传统的铰接连接的防屈曲支撑的弯矩方程过于复杂。同时,由于没有对防屈曲支撑的抗弯性能和支撑端部细节构造的关系进行深入研究,可能造成设计时对防屈曲支撑整体稳定承载力的错误评估。提出弯矩放大系数(MAF)法来简化传统的铰链连接的防屈曲支撑的弯矩函数,并对几个影响弯矩放大系数的重要参数进行研究,介绍所提出的简化函数。提出一个关于整体稳定性的统一设计方法并用于铰接连接的防屈曲支撑中。最后对防屈曲支撑整体稳定性的未来研究方向进行介绍。     

斜屋顶钢框架的弹性屈曲及二阶受力性能

该文工作有双重目的：（i）介绍考虑了弹性平面内稳定和二阶受力性能的无支撑单层斜屋顶钢框架的研究结果;（ii）提出、验证并阐述一种有效方法如何用于这种常用类型框架的设计。在完成了（i）给出相应的框架屈曲模式和P-△二阶效应的特点;（ii）给出了计算相应的分支荷载和二阶弯矩的精确方法和近似方法等工作之后,该文将这些概念融合到一种有效的设计方法中。特别要指出的是,很明显,由于椽子的坡度,     

“梁强于柱”、“等强梁柱”单层单跨框架试验研究

通过对两榀分属“梁强于柱”、“等强梁柱”的单层单跨钢筋混凝土框架的试验和分析,研究了其内力重分布的特点,并对“柱强于梁”、“梁强于柱”、“等强梁柱”这三类框架的相关特点做了初步对比。通过对比,证实这三类框架是客观存在的,且每类框架的内力重分布特点各有不同,并提出这三类框架弯矩调幅设计必须综合考虑弹性弯矩图以及不同类型框架之间内力重分布特性的差异。     

后置腹板柱托换钢筋混凝土框架柱的试验研究

通过在既有钢筋混凝土框架梁上增设后置腹板柱,改变抽柱托换后框架梁的弯矩分布图,增加弯矩峰值点数,降低框架梁的弯矩峰值;同时和不设置腹板柱相比,设置腹板柱会大幅度降低托换后框架梁的挠度。通过模型试验,对比了托换前后梁的挠度、应变以及裂缝分布,分析了腹板柱的应力及内力变化,简述了框架柱内力变化规律。结果表明,后置腹板柱托换结构的关键阶段为框架柱抽除阶段,其内力、变形将出现突变,在考虑钢筋混凝土框架结构抗剪、侧向刚度等情况下,该加固方法可以在尽可能不降低净空的情况下实现对既有框架结构的抽柱托换,为框架结构抽柱托换提供一种技术方案。     

预应力框架弯矩调幅设计应注意的几个问题

预应力框架弯矩调幅规律与连续梁相比有着自己的特点,通过对柱梁线刚度比、外荷载形式、次弯矩和柱铰可行性几个方面进行分析,希望可以对预应力框架弯矩调幅设计提供一点参考和帮助。     

无侧位移楔形变截面门式刚架柱弯矩作用平面内的等效弯矩系数研究

现行规范CECS 102∶2002《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》对楔形变截面刚架柱的稳定计算公式(6.1.3-1)借鉴等截面构件的稳定计算公式,但平面内等效弯矩系数仅对有侧移刚架柱作出规定βm=1,而对于无侧移楔形变截面刚架柱平面内等效弯矩系数未作任何规定,这给设计和工程实践带来了不便。本文基于平衡法,对3类典型受力情况下无侧移楔形变截面门式刚架柱平面内等效弯矩系数进行了深入研究,并取得一些有价值的研究成果,可为工程实践及规范修订提供参考。     

柱端弯矩增大系数取值对RC框架结构抗震性能影响的评估

增大柱端抗弯承载力是抗震“能力设计”的关键措施之一,它可以导致钢筋混凝土框架结构形成梁铰型有利的耗能机构。评估不同柱端弯矩增大系数(0.8￣2.4)下钢筋混凝土框架结构的抗震性能。首先采用可靠度理论分析框架结构单节点“强柱弱梁”设计的失效概率;然后,考虑主要影响梁柱强弱的设计参数和地震加速度峰值的随机性,以3层和6层框架结构为分析对象,采用蒙特卡罗模拟分析结构楼层和整体形成“柱铰机构”的抗震位移需求超越位移能力的概率,分析结果表明柱端弯矩增大系数大于2.0,框架结构才能达到可以接受的形成“柱铰机构”概率;最后,以6层确定性框架结构为例,通过增量动力分析建立能有效评估柱端弯矩增大系数的易损性曲线。     

框架结构设计中的梁柱内力调整

分析了框架梁柱端弯矩调整的有关问题,推导出了框架结构柱端组合弯矩设计值的计算式,考虑了框架梁端负弯矩调幅的影响,并与直接增大柱端弯矩的简化方法进行了比较。通过算例证明简化方法误差不大,具有可行性与合理性。     

钢筋混凝土框架柱挠曲侧移二阶效应的整体考虑

论述了钢筋混凝土框架结构二阶效应的研究方法,从框架柱变形的角度出发,分析了有挠曲和侧移的框架柱的二阶效应,推导了考虑刚度折减的钢筋混凝土框架柱的二阶效应的解析法。在进行结构内力分析时,柱的各截面内力中可自动包括二阶效应,不需要再考虑弯矩增大系数,计算方便。     

门式刚架轻型钢结构工业厂房柱脚抗剪试验研究与理论分析

本文对门式刚架轻型钢结构工业厂房柱脚抗剪机理进行了试验研究和理论分析。由试验结果可知,柱脚具有一定的嵌固性,可传递部分弯矩。柱脚实际存在的弯矩使柱脚一侧锚栓受拉,另一侧底板反力相应增大,从而使柱脚摩擦力即柱脚抗剪承载力得到提高。根据柱脚抗弯刚度计算公式,本文提出了柱脚简化计算模型,由此模型求得考虑柱脚转动约束后的底板反力,从而进行柱脚摩擦抗剪计算。根据试验研究及理论分析,本文得出了柱脚实际存在的弯矩对其抗剪承载力有很大提高的结论,提出了考虑柱脚转动约束影响下的柱脚抗剪计算方法,并提出了可以免设柱脚抗剪键的设计建议。     

新型转换结构的试验研究及其在建筑物外套框架增层工程中的应用

腹板柱复合空腹桁架转换结构(以下简称腹板柱转换结构)是一种新型的结构形式。通过在框架梁间的适当位置设置腹板柱,使梁上出现多个弯矩峰值点,同时弯矩峰值也大大降低,从而优化结构的内力分布。通过模型试验对腹板柱转换结构进行了抗震性能试验研究,在水平往复荷载作用下的试验结果表明结构各层跨中梁梁端形成塑性铰,随后底层柱两端开始屈服并最终形成塑性铰;结构开始为弯曲变形,结构屈服后也出现剪切变形,抗震变形能力较好;各层结构位移延性系数处于现行抗震规范对结构延性系数3.6~7.33的合理要求范围内,结构的侧移和层间弹塑性位移角限值也满足有关规范要求,但结构底层位移延性系数较大;随着顶点位移角的增大,侧移刚度逐步衰减,但侧移刚度衰减速度由快逐渐变慢。结合工程应用对该结构形式提出了设计建议,设计时要提高底层和2层跨中梁端部的配筋率;适当加大底层柱截面形成变截面柱;对一层或几层梁施加预应力;提出了腹板柱设置位置和刚度要求。该结构在某建筑物