平面钢框架精炼塑性铰法的改进与应用

目的改进平面钢框架高等分析方法的精炼塑性铰法,真实有效地反映钢框架的极限承载力及有侧移框架结构的稳定情况.方法在精炼塑性铰方法的基础上采用有侧移杆件作为计算单元,并对单元切线刚度矩阵进行修正来考虑结构的二阶效应(P-Δ),及有侧移杆件单元两端截面的塑性扩展.结果采用改进后的方法的计算结果,与钢框架的经典算例及两层单跨钢框架实验的结果吻合良好.结论钢结构的高等分析方法较真实地反映了结构在荷载作用下的内力和变形状态,得到了更精确的结果,比基于计算长度考虑构件稳定的线弹性分析的分析方法更优越.

半刚性柱脚连接门式钢架的几何非线性分析

对带缺陷半刚性连接门式钢架进行了弹塑性大变形有限元分析。分析考虑了半刚性柱脚连接、几何缺陷等的影响,采用精炼塑性铰法分析截面塑性,通过特征屈曲分析考虑轴力和初始几何缺陷对门式钢架受力性能的影响。

高强钢焊接箱形柱力学性能研究(Ⅱ):二阶非弹性分析

高强钢的焊接残余应力分布和普通钢材的有较大差异,现有的切线模量和刚度退化函数不适合用于高强钢焊接箱形截面的二阶非弹性分析。而精炼塑性铰模型通过切线模量和刚度退化函数可合理考虑残余应力的影响和塑性渐进发展,达到与塑性区模型相近的精度。基于此,提出适合高强钢焊接箱形截面的二阶非弹性分析方法。通过稳定函数考虑单元二阶效应,基于杆端部转动引起的构件弯曲及其导致的轴向应变,考虑弯曲效应。在精炼塑性铰模型中,采用高强钢焊接箱形截面的残余应力统一分布模型,通过截面分析法构建不同强度等级的焊接箱形截面切线模量计算公式。同时,分析轴力和弯矩共同作用下的渐进屈服对箱形截面刚度退化的影响,从而建立可模拟截面塑性发展的刚度退化函数。结合塑性铰的产生与发展对平衡微分方程解的影响,建立梁柱单元的弹塑性刚度矩阵。结果表明,所提出的二阶非弹性分析方法可准确分析高强钢焊接箱形截面轴压构件的力学性能,可应用于高强钢框架结构设计,为二阶非弹性分析方法的工程应用提供参考。