多層鋼框架住宅結(jié)構(gòu)體系受力性能及二階效應(yīng)影響分析.pdf

1、該文結(jié)合中國建筑規(guī)范與國內(nèi)外的研究成果,通過工程實例計算,分析了常見多層鋼結(jié)構(gòu)住宅體系的靜力和動力性能.得到了純鋼框架的結(jié)構(gòu)基本周期特點、結(jié)構(gòu)的自振特性,在常見荷載作用下結(jié)構(gòu)控制內(nèi)力隨層數(shù)變化的特點和變形特點.這些研究對于了解鋼框架結(jié)構(gòu)體系的受力性能有很大的幫助.由于鋼框架結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度相對較弱,所以通過有效的布置支撐,選擇合理的支撐形式可以大大提高結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度,改善純框架結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能,且效果比較明顯.該文通過分析和比較得出在住宅結(jié)

2、構(gòu)中最常用的結(jié)構(gòu)形式,并對于采用不同支撐形式的住宅結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度進行了分析,并針對分析的結(jié)果,提出了支撐設(shè)置的建議.對于鋼框架結(jié)構(gòu)本身相對較柔,地震和風(fēng)是結(jié)構(gòu)承受的主要橫向作用.通常由于側(cè)移和豎向荷載引起的結(jié)構(gòu)構(gòu)件內(nèi)力已不能忽略,設(shè)計中需作彈性的二階內(nèi)力分析.雖然目前工程設(shè)計中仍在采用一階彈性和塑性分析,但已有許多國家把二階理論納入了鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計規(guī)范.在中國《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GBJ17-88)中,對鋼框架進行整體結(jié)構(gòu)分析沒有明確規(guī)定所采

3、用的方法.新的《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB50017-2003)對鋼框架結(jié)構(gòu)的分析方法計算作了規(guī)定,給出了一種二階分析的近似計算方法.為此,該文第三章將結(jié)合四個框架模型,采用Ansys分析軟件,分別對它們進行了一階和二階彈性內(nèi)力分析,并通過與新規(guī)范所推薦公式的計算結(jié)果對比,分析了在現(xiàn)行規(guī)范中近似公式應(yīng)用的合理性條件,并分析二階效應(yīng)對住宅類鋼框架的影響,從而對住宅類鋼框架的結(jié)構(gòu)分析和設(shè)計提出一些建議.在橫向作用下,豎向荷載在水平荷載引起的側(cè)移

4、上產(chǎn)生的二階效應(yīng)將使得結(jié)構(gòu)底部的總剪力和傾覆彎矩增加.而由于P-delta效應(yīng)使得結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度的減弱又加大了結(jié)構(gòu)總的水平位移.在結(jié)構(gòu)設(shè)計中,結(jié)構(gòu)構(gòu)件按彈塑性進行設(shè)計或考慮地震作用時,結(jié)構(gòu)的梁柱受力經(jīng)常處于非彈性階段.與彈性階段相比,這時P-delta效應(yīng)引起的橫向位移使結(jié)構(gòu)更加不利,當變形過大時,P-delta效應(yīng)往往會引起整個結(jié)構(gòu)的倒塌.現(xiàn)行鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范中雖然已經(jīng)推薦了近似簡化的計算方法,來考慮這種二階效應(yīng).但規(guī)范的方法僅限于彈性范