钢结构设计分析方法的对比研究

摘要

本文分别采用钢结构设计规范中建议的一阶弹性分析、二阶弹性分析方法，以及考虑二阶弹塑性的高等分析方法，对比研究了单层门式刚架和六层双跨钢框架两个算例。在进行弹性分析时，利用基本荷载组合下求得的最不利内力验算单个构件的承载力，并给出相应于强度验算和稳定验算的设计应力比。二阶弹性分析时，在每层柱顶附加假想水平力以考虑结构整体和构件的初始几何缺陷等影响。在高等分析时，考虑了初始几何缺陷的最不利分布，通过全过程模拟分析准确预测了结构体系的破坏模式和极限承载力。研究结果显示，基本荷载组合下二阶弹性分析对比一阶弹性分析计算的强度应力比偏大，对应的稳定应力比有所降低或持平。采用结构的高等分析方法得到的结构设计极限承载力显著高于弹性分析方法构件接近满应力时的设计值。标准荷载组合下全过程分析表明，结构的极限承载力将由正常使用极限状态的位移限值所控制。