【精品】鋼框架穩(wěn)定論文

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1、隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，鋼框架結(jié)構(gòu)得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。對(duì)于高層鋼結(jié)構(gòu)，本文主要指高層鋼框架結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，應(yīng)從框架的整體穩(wěn)定方面入手進(jìn)行分析，然而現(xiàn)行的設(shè)計(jì)方法是計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)法即通過(guò)控制框架柱的穩(wěn)定性來(lái)間接控制鋼框架的穩(wěn)定性。為了考慮變形對(duì)內(nèi)力的影響，我國(guó)新的《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50017-2003)對(duì)鋼框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分析進(jìn)行了修止。該規(guī)范第一次提出對(duì)系數(shù))1>0.1的鋼框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行二階彈性分析，并建議在二階彈性分析時(shí)，應(yīng)在毎層柱頂施加附加的假想水平荷載，考慮結(jié)構(gòu)和桿件的各種缺陷對(duì)內(nèi)力的影響。木文對(duì)理想

2、鋼框架的極限承載力和變形進(jìn)行了理論分析簡(jiǎn)單的概述，并詳細(xì)介紹了鋼框架穩(wěn)定和設(shè)計(jì)方法，包括鋼框架結(jié)構(gòu)的彈性和彈塑性階段出的計(jì)算方法。關(guān)鍵詞：鋼框架，穩(wěn)定，彈性分析，彈塑性分析，非線(xiàn)性分析摘要1.1.1有側(cè)移剛架和無(wú)側(cè)移剛架的概念1.2側(cè)向柔性結(jié)構(gòu)和側(cè)向剛性結(jié)構(gòu)1.3有側(cè)移失穩(wěn)和無(wú)側(cè)移失穩(wěn)的判斷52.鋼框架穩(wěn)定分析和設(shè)計(jì)方法62.1鋼框架承載力彈性分析62.1.1一階彈性分析和二階彈性分析2.1.2現(xiàn)行規(guī)范推薦的計(jì)算方法82.1.3現(xiàn)行規(guī)范推薦的近彳以二階分析112.2鋼框架承載力彈塑性分析132.2.1最簡(jiǎn)單框

3、架的承載力132.2.2實(shí)用二階彈塑性分析方法1錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。3.高層鋼結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定非線(xiàn)性分析的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀183.1現(xiàn)在主要分析方法綜述183.2影響鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的因素194.3.3現(xiàn)有研究方法存在的問(wèn)題及研究方法鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展研究展望202021參考文獻(xiàn)22小組總結(jié)鋼框架的穩(wěn)定研究高層鋼框架結(jié)構(gòu)具有很多優(yōu)越性，主要有以下幾個(gè)方面〔兒鋼結(jié)構(gòu)自重輕；鋼結(jié)構(gòu)材料強(qiáng)度高；鋼結(jié)構(gòu)施工速度快；高層建筑管道很多，如果采鋼結(jié)構(gòu)，可以在梁上開(kāi)孔用以穿越管道；在梁高相同的情況下，鋼結(jié)構(gòu)的開(kāi)間可以比混凝土結(jié)構(gòu)的開(kāi)間大50%,

4、從而可使建筑布置靈活;鋼結(jié)構(gòu)的延性比鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)好;由于鋼結(jié)構(gòu)比混凝土結(jié)構(gòu)重量輕，更易采用加D、7ZD等結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制措施，提高結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)、抗震能力：鋼結(jié)構(gòu)由于在工廠(chǎng)加工制作，所以精度高、質(zhì)量有保證，與混凝土結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)施工相比，更易符合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求；高層建筑在建造過(guò)程中，由于業(yè)主要求的變化，變更設(shè)計(jì)經(jīng)常發(fā)生，采用鋼結(jié)構(gòu)則較易配合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求；鋼結(jié)構(gòu)為干式施工，可避免混凝土濕式施工所造成的環(huán)境污染；混凝土結(jié)構(gòu)建筑拆除后，混凝土不能再使用，只能當(dāng)作廢料處理而影響環(huán)境。如果全面考慮上述優(yōu)越性，很多情況下多、高層建筑鋼

5、結(jié)構(gòu)的綜合經(jīng)濟(jì)性能不劣于混凝土結(jié)構(gòu)，有些情況下會(huì)優(yōu)于混凝土結(jié)構(gòu)?？蚣芙Y(jié)構(gòu)是由梁與柱構(gòu)成的結(jié)構(gòu)，按梁與柱的連接形式又可分為半剛接框架和剛接框架。根拯受力變形特征，鋼框架梁柱連接可分為三類(lèi)：（1）剛性連接：梁柱間無(wú)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，連接能承受彎矩；（2）較支連接：梁柱間有相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，連接不能承受彎矩；（3）半剛性連接：梁柱間有相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，連接能承受部分彎矩。鋼框架結(jié)構(gòu)多數(shù)由橫梁與立柱剛接而成。剛性連接的橫梁與普通梁式結(jié)構(gòu)相比，節(jié)省鋼材，結(jié)構(gòu)橫向剛度較好，橫梁高度也相對(duì)較小。因此可以增加建筑物凈空，減少結(jié)構(gòu)的造價(jià)和房屋體積，是

6、一種比較經(jīng)濟(jì)的結(jié)構(gòu)形式。根據(jù)結(jié)構(gòu)抗側(cè)力體系的不同，鋼結(jié)構(gòu)框架可以分為：純框架、中心支撐框架、偏心支撐框架和框筒結(jié)構(gòu)等，其屮純框架結(jié)構(gòu)延性最好，但抗側(cè)力及剛度較差。一般情況下，鋼結(jié)構(gòu)截面相對(duì)于其它材料的截面來(lái)說(shuō)較小，因此鋼結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)吋，穩(wěn)定問(wèn)題成為主要問(wèn)題。鋼框架結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定問(wèn)題主要包括框架平面內(nèi)的穩(wěn)定問(wèn)題、框架平面外的穩(wěn)定問(wèn)題和構(gòu)件的局部穩(wěn)定問(wèn)題三個(gè)方面。對(duì)于框架平面外的穩(wěn)定問(wèn)題可以通過(guò)設(shè)置平面外的支撐來(lái)得以保證；構(gòu)件的局部穩(wěn)定問(wèn)題則可以通過(guò)限制翼緣的寬厚比或設(shè)置加勁肋來(lái)保證；而框架平面內(nèi)的穩(wěn)定問(wèn)題根據(jù)抗側(cè)剛度

7、的大小分為無(wú)側(cè)移和有側(cè)移兩種失穩(wěn)形式。1.鋼框架基本概念1.1有側(cè)移剛架和無(wú)側(cè)移剛架的概念在鋼框架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)屮，在用計(jì)算長(zhǎng)度法計(jì)算鋼架穩(wěn)定性吋，將框架結(jié)構(gòu)分為有側(cè)移和無(wú)側(cè)移兩類(lèi)，分別計(jì)算它們的計(jì)算長(zhǎng)度。鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范([77],1989)第522條的最末尾有一?個(gè)注:無(wú)側(cè)移框架是指框架屮設(shè)有支撐架、剪力墻、電梯井等支撐結(jié)構(gòu)，口其抗側(cè)移剛度大于框架本身抗側(cè)移剛度的5倍者;有側(cè)移結(jié)構(gòu)是指框架屮未設(shè)上述支撐，或支撐結(jié)構(gòu)的抗側(cè)移剛度小于框架木身抗側(cè)移剛度的5倍者。但是上述準(zhǔn)則實(shí)際上是誤解的結(jié)果。5倍關(guān)系最早由歐洲鋼結(jié)構(gòu)協(xié)

8、會(huì)于1977年提出，提出5倍關(guān)系的最早本意是對(duì)支撐部分和框架部分分擔(dān)水平力的比例進(jìn)行界定，當(dāng)支撐抗側(cè)剛度大于純框架抗側(cè)剛度的5倍吋，框架分擔(dān)的水平力可以忽略不計(jì)，框架因不承擔(dān)水平力而無(wú)側(cè)移，并不是框架發(fā)生無(wú)側(cè)移失穩(wěn)。歐洲規(guī)范Ec3-ENv-1993([26],1994)校正了這一描述:在雙重抗側(cè)力結(jié)構(gòu)(框架一支撐和框架一剪力墻是最常用的)中，如果框架所承受的總水平力小于等于總剪力的20%,則可以以足