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《半剛性連接鋼框架的二階彈塑性穩(wěn)定分析.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第39卷第4期四川建筑科學(xué)研究2013年8月SichuanBuildingScience29半剛性連接鋼框架的二階彈塑性穩(wěn)定分析蘇金凌，李秀梅，秦榮(廣西大學(xué)土木建筑工程學(xué)院，廣西南寧530004)摘要：應(yīng)用轉(zhuǎn)動彈簧及Kish．Chen三參數(shù)模型來模擬梁柱的半剛性連接的非線性力學(xué)性能，采用梁兩端附帶零長度轉(zhuǎn)動彈簧的通用半剛性連接梁單元模型，根據(jù)梁柱法通過平衡微分方程及穩(wěn)定函數(shù)推導(dǎo)了考慮二階效應(yīng)、節(jié)點半剛性影響的梁單元剛度方程及單元剛度矩陣，采用塑性鉸模型，應(yīng)用修正的Newton·Raphson迭代法，建立了平面鋼框架二階彈塑性穩(wěn)定分析的
2、計算格式，最后通過典型算例分析了半剛性連接鋼框架的穩(wěn)定性能。關(guān)鍵詞：半剛性連接；鋼框架；塑性鉸模型；二階效應(yīng)；穩(wěn)定分析；臨界力中圖分類號：TU311文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號：1008—1933(2013)04—029—06Second—orderelastic—plasticstabilityanalysisofsteelsemi—rigidframeSUJingling，LIXiumei，QINRong(CoUegeofCivilandArchitectureEngineering，GuangxiUniversity，Nanning53
3、0004，China)Abstract：Themechanicalpropertiesofsemi-rigidconnectionweresimulatedbyrotationalspringandKish—Chenthree—parametermode1．Acommonsemi-rigidbeamclementmodelwithzero-lengthrotationalspringatbothendsofthebeamwasused．Basedonthebeam．columnmethod，consideredsecond—ordere
4、fectandsemi—rigidconnection，theelementstiffnessequationandmatrixwerederivedbydiferentialequationsandstabilityfunction．AccordingtOmodifiedNewton-Raphsoniterationmethod．thecalculationformatofsteelframessecond—orderelasticstabilityanalysisWasconstituted．Finally，throughthean
5、alysisofatypicalsteelframe，theimpactofsemi—rigidconnectionandsecond·orderefectonthestabilitywereshowed．Keywords：semi-rigidconnection；steelframe；hingedmodal；second—order；stabilityanalysis；loadcapacity力。0前言桿端約束是影響鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定主要因素，目前，鋼鋼結(jié)構(gòu)具有重量輕、強度高、延性好、抗震性能結(jié)構(gòu)施工中梁柱普遍采用螺栓連接或栓焊混合連優(yōu)越等優(yōu)
6、點，但構(gòu)件通常比較細(xì)長，組成構(gòu)件的板件接，連接節(jié)點表現(xiàn)出的力學(xué)性能既不是完全剛接也又比較纖薄，二階效應(yīng)(幾何非線性)明顯，容易發(fā)不是理想鉸接，而是半剛性連接，它的轉(zhuǎn)動特性介于生失穩(wěn)破壞，失穩(wěn)是鋼結(jié)構(gòu)破壞的主要形式，它往往完全剛接和理想鉸接兩者之間，既可以傳遞一定的會決定結(jié)構(gòu)的承載能力¨J。大量的穩(wěn)定分析表明，彎矩，又會在梁柱之間產(chǎn)生一定的相對轉(zhuǎn)角J。梁通常采用的特征值穩(wěn)定及幾何非線性穩(wěn)定計算，假柱半剛性連接的鋼框架相對于剛接框架，桿端約束定失穩(wěn)時材料仍處于彈性階段，計算結(jié)果往往會過減弱，減小了結(jié)構(gòu)的剛度，改變了內(nèi)力在梁柱之間的高地估計了
7、結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定承載能力。實際工程中，鋼分配比例，降低了鋼框架的穩(wěn)定性。而在實際的鋼框架在設(shè)計時都盡可能避免發(fā)生彈性失穩(wěn)破壞，真結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性分析及設(shè)計中，為了簡化計算都將梁柱正的穩(wěn)定性破壞往往發(fā)生在材料的塑性開展到一定節(jié)點簡化為完全剛接或理想鉸接，與實際不符j。程度、節(jié)點形成塑性轉(zhuǎn)動約束變?nèi)鯐r，因而同時考慮目前的商用有限元軟件考慮半剛性節(jié)點時，建模非幾何非線性和材料非線性的影響，對鋼框架進(jìn)行二常困難，計算的成本及難度大，專業(yè)設(shè)計軟件還無法階彈塑性穩(wěn)定分析才能真正揭示結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定承載能考慮連接節(jié)點的半剛性。通過研究提供簡單實用的計算理論及方法，這是
8、目前鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定分析及設(shè)計收稿日期：2011—12-01急需解決的問題J。作者簡介：蘇金凌(1971一)，女，廣西南寧人，高級工程師，在讀博士，主要從事高層結(jié)構(gòu)分析及設(shè)計。研究表明，材料非線性、二階效應(yīng)及梁柱
