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钢结构框架体系的主要分析问题和分析方法
来源:钢结构 | 作者:dyygjg | 发布时间: 2016-03-14 | 1952 次浏览 | 分享到:
    重庆钢结构厂房从结构设计的需要.钢结构框架体系的主要分析问题有:①各种荷载作用下结构线弹性内力与变形分析;②竖向荷载作用下结构的弹性稳定分析;③结构非线性反应与极限承载力分析;④结构弹性与弹塑性地震反应分析.
    传统的结构分析方法主要针对理想的结构模型进行线弹性分析。然而.重庆钢结构厂房结构的性能会受很多因素的影响,如结构缺陷(初始几何缺陷、残余应力等)、几何非线性、材料非线性等,如考虑这些因素的影响,对结构进行二阶非线性分析(包含几何非线性和材料非线性).称之为结构高等分析。
    传统的结构分析方法如力法、位移法以及弯矩分配法可用于钢结构框架体系的线弹性
分析.然而当框架的规模较大时(层数和跨数较多)或进行结构非线性分析(高等分析)时.传统的结构分析方法已不再适应。随着计算机的发展。基于有限单元思想的结构矩阵分析方法得到了普遍应用.对于钢结构框架体系.可采用杆系有限元方法分析.步骤如下:
    (1)划分单元一般以整根框架梁、框架柱及支撑为单元。如进行结构弹塑性分析,框架梁的塑性变形可能出现在跨间时.可在发生塑性变形处增设节点而细分单元.或采用考虑跨间塑性变形影响的梁单元。如考虑节点域变形对钢框架性能的影响.节点域也需当作独立单元。
    (2)建立单元刚度方程单元刚度(简称单刚)方程为单元节点位移与单元节点力间的关
系。对于杆系单元.单刚方程为杆端变形与杆端力间的关系.其中变形向量的系数矩阵称为单元刚度矩阵.进行结构线性分析时,习为常数矩阵,进行结构非线性分析时.与单元的受力状态和变形状态有关。
    (3)建立结构的总体刚度方程由单元刚度方程,根据单元节点与结构节点的对应关系及结构各节点的力平衡条件,可组装形成结构总体刚度(简称总刚)方程.
    (4)确定结构变形引入边界条件,求解结构总刚方程,可获得结构各节点的变形。
    (5)确定单元内力由单元节点与结构节点的对应关系及结构各节点的变形.确定各单元的变形,再由单元刚度方程求得单元节点力向量,
    显然,重庆钢结构厂房采用杆系有限元方法进行钢结构框架体系高等分析的关键,是如何建立考虑影响钢结构框架体系性能的诸因素(包括结构初始缺陷、材料非线性、几何非线性等)的单元刚度方程,而其他分析步骤属有限元方法的通用步骤。http://www.023dyy.com


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