无支撑框架计算长度法和假想水平荷载法的分析比较

摘要

新的《钢结构设计规范》(GB50017-)对现行规范(GBJ17-88)进行了比较全面的修订.为考虑变形对内力的影响,对无支撑框架的平面内稳定计算提出采用假想水平荷载法进行二阶弹性内力分析,以与国际上钢结构设计相接轨.但新规范中采用假想水平荷载法二阶弹性分析是否真的能达到要求?是否就比原来的计算长度法更精确?该文对这两种方法进行深入的研究,考虑部分初始缺陷的影响,对各种无支撑纯框架实例进行了大量计算分析,并采用有限元法进行对应分析作参考,对三种方法的计算结果进行比较,得出结论,以期对规范的修订提供依据.

目录

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主要符号表

第一章绪论

1.1引言

1.2钢框架结构

1.3二阶效应

1.3.1 P-δ效应

1.3.2 P-Δ效应

1.4钢框架稳定研究现状

1.5本文研究内容和方法

第二章无支撑框架的计算长度设计法

2.1概述

2.2无支撑框架柱计算长度系数

2.2.1一般框架柱计算长度系数的确定

2.22框架柱计算长度系数的修正

2.3轴心受压构件的稳定系数

2.3.1轴心受压构件稳定系数的引入

2.3.2轴心受压构件稳定系数的确定原则

2.3.3轴心受压构件稳定系数的取值

2.4无支撑框架的计算长度设计法

第三章无支撑框架的假想水平荷载设计法

3.1概述

3.2压弯构件的等效弯矩和等效弯矩系数

3.3假想水平荷载法的理论来源(P-Δ设计法)

3.3.1P-Δ设计法的计算原理

3.3.2P-Δ设计法的计算步骤

3.4假想水平荷载设计法

3.4.1假想水平荷载法的计算简图

3.4.2假想水平荷载的取值

3.4.3假想水平荷载设计法的设计流程

4.1非线性分析

4.1.1非线性结构

4.1.2非线性分析的基本过程

4.2基本假定

4.3杆件单元几何非线性刚度方程

4.3.1控制微分方程的推导

4.3.2控制微分方程的解析解

4.3.3用幂级数表示刚度方程

4.4本文有限元计算流程

第五章实例分析与结论

5.1总述

5.2计算实例分析

5.2.1底部固结单层单跨无支撑框架

5.2.2底部固结二层单跨无支撑框架

5.2.3底部固结三层单跨无支撑框架

5.2.4底部固结三层双跨无支撑框架

5.2.5底部固结三层三跨无支撑框架

5.2.6底部固结六层双跨无支撑框架

5.2.7底部固结十层三跨无支撑框架

5.2.8底部固结二十层双跨无支撑框架

5.3分析计算长度法和假想水平荷载法的适用范围

5.4假想水平荷载法近似公式精确性研究

5.5本文结论

参考文献

致谢