平面鋼框架的穩(wěn)定性分析及改進假想荷載法.pdf

1、鋼框架是鋼結構中的一種基本體系。目前國內外主要采用計算長度系數(shù)法和假想荷載法對鋼框架進行穩(wěn)定設計。本文研究了這兩種穩(wěn)定設計方法的理論基礎和實用價值，對它們進行了討論和比較。為了提高鋼框架初步穩(wěn)定設計的效率，本論文提出了改進假想荷載法，并對該方法做了具體的討論、推導及驗證。本文主要研究內容如下：
　　(1)引入了彈性穩(wěn)定分析中普遍適用的轉角-位移法。本文運用轉角-位移法詳細討論了多層多跨剛架的彈性屈曲問題，推導出《鋼結構設計規(guī)范》（

2、GB50017-2003）中有側移和無側移失穩(wěn)框架柱的計算長度系數(shù)取值公式。深入研究了規(guī)范壓彎構件穩(wěn)定公式的來歷，指出對于冷彎薄壁型鋼構件一階內力下的平面內穩(wěn)定計算等效于考慮初始缺陷并進行二階內力分析后的強度計算。而一般壓彎構件的一階內力分析的穩(wěn)定驗算僅在計算形式上基本等價于考慮了初始缺陷和二階效應后的強度驗算，本質上卻是極值失穩(wěn)驗算。
　　(2)闡述了假想荷載法的基本思想，推導了《鋼結構設計規(guī)范》（GB50017-2003）所規(guī)

3、定的有側移框架的二階彈性分析簡化方法中側移彎矩增大系數(shù)的取值公式。指出與計算長度系數(shù)法相比，假想荷載法有兩個優(yōu)點：一是不用確定柱子計算長度系數(shù)，二是可以獲得考慮初始缺陷后近似計算的二階內力。進一步提出了能夠應用于鋼框架初步穩(wěn)定設計的簡化方法，即改進假想荷載法：改進假想荷載+一階分析+強度計算。用改進假想荷載法配合一階分析的方法與計算長度系數(shù)法進行校準，得到了框架柱的改進假想荷載理論取值公式。
　　(3)提出如何利用ANSYS進行二

4、階彈塑性分析的方法，為各種鋼框架穩(wěn)定設計提供校核標準。通過第四章的驗證可知，改進假想荷載法能夠得到與計算長度系數(shù)法基本一致的框架極限承載力，并且改進假想荷載法能夠得到反映初始缺陷和二階效應影響的內力，能夠較準確地代表框架的實際受力狀態(tài)。
　　(4)為了使改進假想荷載法從理論分析進入實用設計階段，本文討論了影響改進假想荷載系數(shù)取值的因素，經(jīng)大量的校核后給出了針對實腹式工字型截面繞強軸失穩(wěn)時純框架的簡化改進假想荷載取值公式。通過四個典