中、美规范平面纯框架二阶分析方法的对比

钢框架的结构分析是钢结构设计中的基本问题,对于该类结构的分析应该考虑二阶效应的影响.目前,已有许多国家把二阶效应纳入了钢结构的设计规范.中国<钢结构设计规范>(GB 50017-2003)与美国钢结构规范在平面纯框架结构的二阶分析计算上存在着一定的差异,对两者的计算分析方法和具体系数进行分析比较.     

二阶效应对钢框架结构分析的影响

对钢框架结构进行了阶分析,二阶分析以及按《钢结构设计规范》（GBJ17－88）修订稿推荐的近似二阶分析,通过对不同分析方法的计算对比,得出了钢框架结构分析考虑二阶效应的某些一般性结论。     

半刚性连接钢框架的二阶弹性分析

采用连接的半刚性FryeandMorris非线性 M-θ模型及有限元法 ,研究了我国《钢结构设计规范》(GB50 0 17)和美国钢结构规范AISC—LRFD( 1994 )有关框架的二阶内力分析法 .研究表明 ,连接半刚性特性增大了P-Δ二阶效应的影响 ,指出GB50 0 17提供的考虑P-Δ二阶效应影响的假想水平荷载简化法不适用于半刚性连接的钢框架     

精确考虑单质点体系动力二阶效应的反应谱法

为探讨同时考虑P-A和P-δ效应对单质点体系动力响应的影响,从“刚度折减”的角度进行了理论研究和数值计算.文中推导了精确考虑二阶效应的结构侧移刚度折减系数计算公式,指出二阶效应对结构动力响应的影响可以视为结构侧移刚度的折减;提出了精确考虑单质点体系二阶效应的反应谱法的理论公式,并依据抗震设计规范标准反应谱进行了简化;分...     

变截面框剪结构二阶效应分析的精细积分法

采用分段连续化方法,建立了变截面框架-剪力墙结构二阶效应分析的连续化计算模型。引入状态变量的概念,导出了对每段结构考虑二阶效应时的状态空间方程,用状态空间理论的方法求出了状态向量表达式,并结合结构的边界条件用精细积分法求出了初始状态向量,最终得到变截面框剪结构考虑二阶效应时各部分的变形和内力。文末给出了数值算例,并与其他算法的结果进行了比较。     

有侧移半刚接钢框架二阶效应计算

分析了半刚接有侧移钢框架的二阶效应,推导了杆件考虑二阶效应的非线性的单元刚度矩阵。计算分析表明：半刚性节点连接的柔性增大了结构构件的二阶效应,对半刚性连接钢框架的工作性能有较明显的影响。钢框架设计要充分考虑不同类型节点半刚性特性和二阶效应的影响因素。     

带支撑钢框架结构随机地震反应及可靠性分析

本文采用杆系－层间模型分析高层建筑带支撑框架钢结构的二阶非线性随机反应问题：用杆系模型分析形成了考虑二阶效应的结构弹塑性刚度矩阵，并用牛顿－拉夫逊迭代法分析了结构屈服后的刚度特性，然后将屈服后刚度系数ａ用其相应的位移延伸系数μ来表达，为动力非线性分析创造了条件；动力分析时采用层间模型，把整个结构简化为质点串，进而用等效线性化法分析获得结构层间位移和速度的统计量。最后，结合一个６０层的带支撑钢框架结构的算例，分析了二阶效应和场地类别对结构变形统计量及抗震可靠性的影响，得出具有实用意义的结论。     

轴心受力钢构件的可靠性比较分析

针对目前工程界存在的中美钢结构规范差异,我国规范无法走出国门的现状,对我国《钢结构设计规范》GB50017-2003和美国《钢结构建筑物荷载及抗力系数设计规范》LRFD-2001中轴心受压构件,利用可靠度理论对两者的可靠度进行了比较,得出一些关于中美钢结构设计规范轴心受压构件可靠度设置水平的结论。     

PMM纤维铰在排架结构刚度折减系数取值中的运用

目前钢筋混凝土排架结构的设计多数基于弹性假定。但在实际工程中,排架结构受力常伴随着混凝土开裂,钢筋与混凝土黏结滑移等现象,而排架结构的二阶效应常使结构刚度退化进一步加重。因此,在对排架结构进行分析的过程中,对材料非线性时二阶效应的计算就显得十分必要。在工程设计中较为切实可行的方法是引入考虑刚度折减的弹性二阶分析法,其准确性很大程度取决于刚度折减系数的取值,笔者试图通过基于材料模型的PMM纤维铰找到合理的排架结构刚度折减系数。     

带夹层门式刚架结构设计常见问题分析

随着门式刚架结构的广泛使用,工程中越来越多的出现各种形式的带夹层的门式刚架结构,这种混合结构形式既不完全符合《钢结构设计规范》的规定,也不完全符合《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》的规定,在设计上存在较多需要明确的问题,该文主要从结构布置和结构计算两方面入手,分析了设计中存在的常见问题,并提出了相应的处理方法及设计建议。     

高层钢结构巨型框架体系的二阶位移实用计算

为探讨巨型钢架结构二阶位移的实用算法，本文从简化结构计算模型入手，采用连续化概念和刚度等效原则，将格构式巨型构件等效为实腹式构件，获得巨型钢框架结构的等效模型，并用一列假想的承担各楼层竖向荷载的刚性杆与其并联，获得该结构的二阶简化计算模型，据此建立结构的二阶分析刚度方程，并用工程实例验证了本文方法的实用性与可靠性，算例表明：次结构对结构总体抗侧移的贡献很小，可忽略不计，在计算结构整体位移时，可不考虑等效节点域剪切变形的影响，该方法无需迭代即可完成结构的二阶分析，计算快速方便，且精度能满足工程设计的要求，可供结构方案设计参考。     

基于蚁群优化算法的钢架结构优化设计

采用蚁群优化算法对3跨24层168杆件的钢架结构重量进行优化计算,并对此结构采用美国钢结构规范(ASCI)、英国钢结构规范(BC5990)、国标钢结构规范(GB50017)3种规范体系进行对比分析。分析结果表明,基于TSP模型的蚁群优化算法对钢框架结构优化设计具有很好的适用性,尤其是对复杂钢结构的优化设计具有更快更强的适用性。     

冷弯型钢卷边槽形截面轴压构件部分加劲板件屈曲系数研究

采用有限条程序CUFSM计算不同截面尺寸的冷弯卷边槽形截面轴压构件弹性屈曲应力,通过回归分析得到部分加劲板件的屈曲稳定系数建议计算公式,同时采用澳洲规范（AS／NZS4600：2005）、北美规范（AISIS100-2007）、欧洲规范（EN1993—1—3：2006）、美国规范（ANSI／AISICFSSPEC-1996）、中国规范（GB50018—2002）中的有效宽度法以及建议的加劲板件屈曲系数对收集到的国内外共100根卷边槽形截面轴压构件极限承载力进行计算分析．结果表明：我国现行规范《冷弯薄壁型铜结构技术规范》（GB50018—2002）和欧洲规范（EN1993—1-3：2006）计算结果偏于保守,而澳洲规范（AS／NZS4600--2005）、北美规范（AISIS100-2。07）和美国规范（ANSI／AISICFSSPEC--1996）计算结果偏不安全．利用建议公式再根据我国现行规范《冷弯薄壁型钢结构技术规范》（GB50018—2002）计算所得结果与实验值吻合较好,可供设计和修订规范参考．     

初弯曲对钢框架的受力性能的影响分析

建立了考虑构件初弯曲的单层单跨钢框架计算模型,对不同初弯曲度下结构的位移、内力进行一阶和二阶分析,得出构件初弯曲对钢框架受力性能影响的一般性规律．     

正交异性钢箱梁桥面第二体系结构优化设计

在力学分析的基础上,建立了正交异性钢箱梁桥面铺装体系的力学模型,通过有限元计算,研究了正交异性钢桥面板铺装体系的力学特性。从铺装层厚度、材料、横隔板间距、钢板厚度以及梯形加劲肋刚度等方面,探讨了在弯沉值、应力、应变等约束条件下正交异性钢箱梁桥面第二体系的优化设计方法,给出了正交异性钢桥板各个参数的合理数值界限,将本文的结果与已建成的同类型桥相比较可知,本文的设计结果合理,可作为大跨径钢箱梁桥面板的依据。     

有侧移半刚性连接钢框架柱计算长度的研究

基于钢框架稳定设计中柱计算长度的概念,本文采用三柱框架结构计算模型,通过考虑连接的非线性弯矩-转角关系,建立梁柱的有侧移半刚性连接转角位移方程,将横梁对柱子的约束弯矩按柱子的线刚度之比分配给柱;然后通过引入梁柱线刚度比修正系数的计算方法,推导了有侧移半刚性钢框架柱计算长度系数方程式,并研究了在梁-柱半刚性连接下柱的计算长度系数取值问题.本文得到的半刚性连接的柱计算长度系数公式与《钢结构设计规范》(GB50017-2003)中的刚性钢框架柱计算长度系数形式相同.算例结果表明:考虑半刚性影响后,柱的有效长度系数增大7%以上,此类钢框架计算时应考虑梁柱节点半刚性的影响.本文计算方法简捷方便,便于工程实际应用.     

结构系统中疲劳失效途径失效概率计算的二阶可靠性方法

针对结构系统疲劳可靠性分析中失效途径极限状态函数的非线性性质,提出用二阶可靠性方法（ＳＯＲＭ）计算疲劳失效途径的失效概率．文中介绍了疲劳失效途径的可靠性模型及结构系统二阶可靠性方法的基本原理,并通过例题说明了计算过程．计算结果表明,采用二阶可靠性方法可使失效概率的计算精度得到显著的改善．