基于多、高层钢框架整体稳定分析

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1、西南交通大学硕士学位论文多、高层钢框架整体稳定分析姓名：刘开强申请学位级别：硕士专业：结构工程指导教师：彭伟20070201西南交通大学硕士研究生学位论文第1页摘要随着我国国民经济的发展，钢框架结构得到了越来越广泛的应用。对于钢框架结构的稳定性，应从框架的整体稳定方面入手进行分析，然而现行的设计方法是计算长度系数法即通过控制框架柱的稳定性来间接控制钢框架的稳定性．为了考虑变形对内力的影响，我国新的‘钢结构设计规范》(GB50017-2003)对钢框架结构的内力分析进行了修正。该规范第一次提出对系数铲5测5

2、渤>o．1的钢框架结构进行二阶弹性分析，并建议在二阶弹性分析时，应在每层柱顶施加附加的假想水平荷载，考虑结构和杆件的各种缺陷对内力的影响．本文对理想钢框架的极限承载力和变形进行了理论系统分析，评估了新的‘钢结构设计规范》(GB50017-2003)关于钢框架结构内力分析条文的适用条件，为钢框架的结构分析和设计提出了一些建议。本文建立了钢框架的计算模型，利用有限元软件ANSYS进行了力学分析，并考虑了几何、材料双重非线性．对理想钢框架的极限承载力进行弹、塑性大应变的全过程模拟，通过与其它文献的计算结果的对比

3、，说明本文分析方法具有一定的适用性．分别采用一阶弹性分析、二阶弹性分析以及规范推荐的假想水平荷载等方法对缺陷框架结构进行了实例分析．结果表明，当叮《0．1时，．-f口／采用一阶弹性分析进行框架结构的计算；当刀加．1且7／《0．25时，应采用二阶弹性分析计算框架的内力，可以用假想水平荷载法来考虑缺陷对内力的影响，也可以用本文方法进行分析·9当刁>o．25时，考虑二阶效应后，一阶弹性分析与二阶弹性分析所得的位移相差较大，说明二阶效应非常显著，应增加框架的侧向刚度．结果还说明，考虑二阶效应后，框架的水平侧移增大

4、，而对于多、高层框架，有必要考虑二阶效应的影响。关键词：钢框架；极限承载力；计算长度系数9·假想水平荷载二阶效应西南交通大学硕士研究生学位论文第lI页AbstractWiththedevelopmentofeconomyinORFcountry,steelframestructurehasbeenmoreandmorewidelyusedinindustry．Inordertoanalyzethestabilityofsteelstructure，Weshouldfirstlyfocusontheover

5、allstabilityofthesteelframe．．However,thecurrentmethodeffectivelengthisbasedonthecalculationonstabilityofthecolumninsteadofthesteelframe．Consideringtheimpactontheinnerforcec：lusedbydeformation,也canalysisbasedontheinnerforceofthesteelframestructurehasbeenre

6、visedintheneweditionofCodefordesignofsteelstructure(GB50017·2003)．Inthisrevision，secondorderelasticanalysis011theequation町一∑Ⅳ血／∑Jjr．II>o．1ofsteelframesstructurehasbeenraised．Intheprocessofsecondorderelasticanalysis，thehorizontalloadisaddedtocolumntoptodea

7、lwiththeh1丑ucuceoninnerforcecausedbyvariousdefectsofstructuresandlevers．Thisthesispointsoutatheoreticalanalysisoftheultimateload-can'yingcapacityanddeformationoftheun-bmcedidealsteelframes．ItevaluatesthepracticalityofthebookCodefordesignofsteelstructure(G

8、B50017·2003)inanalysistheinternalforceofsteelframe；，andgivessomesuggestionOilthestructureanalysisanddesignofsteelframe．TheANSYSasafinitesoftwareistakenasmechanicalanalysisapproachcombinedwithgeometricandmaterialnon-