基于变形性能的钢结构直接分析与设计方法PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 钢结构设计方法的发展与评价 2

1.1.1 容许应力设计法 2

1.1.2 塑性设计法 3

1.1.3 基于结构构件的极限状态设计法 3

1.1.4 基于结构整体的系统可靠度设计法 4

1.2 钢框架体系非线性分析方法综述 5

1.2.1 塑性区模型 5

1.2.2 塑性铰模型 5

1.2.3 非线性集成设计与分析 6

1.3 影响钢框架结构极限承载力的非线性因素及处理 7

1.3.1 几何非线性 7

1.3.2 塑性扩展 7

1.3.3 残余应力 8

1.3.4 初始几何缺陷 8

1.3.5 节点的半刚性连接 10

1.3.6 局部屈曲 11

1.3.7 弯扭屈曲 11

1.3.8 节点域剪切变形 11

1.4 国内外高等分析方法的研究现状 11

1.4.1 高等分析与设计方法概述 11

1.4.2 高等分析方法的研究现状 12

1.4.3 钢结构高等设计中存在的问题 13

第2章 现行钢结构设计方法对比研究 14

2.1 引言 14

2.2 一阶弹性分析与二阶弹性分析 14

2.3 单层单跨框架设计 16

2.3.1 设计资料与荷载汇集 16

2.3.2 一阶弹性分析 17

2.3.3 近似二阶弹性分析 18

2.3.4 高等分析与设计方法 20

2.4 6层单跨框架设计 24

2.4.1 设计基本条件 24

2.4.2 一阶弹性分析 26

2.4.3 近似二阶弹性分析 27

2.4.4 高等分析与设计方法 29

2.5 三跨20层框架支撑结构设计 35

2.5.1 设计基本条件 35

2.5.2 一阶弹性分析 37

2.5.3 二阶弹性分析 40

2.5.4 高等分析 42

第3章 考虑随机初始几何缺陷的分析方法研究 46

3.1 引言 46

3.2 现有工程结构中初始几何缺陷的实测统计 46

3.2.1 钢框架和巨型框架结构 46

3.2.2 钢框架—支撑结构 47

3.2.3 钢框架—混凝土核心筒混合结构 50

3.2.4 统计结果分析 53

3.3 考虑随机缺陷的分析方法 54

3.3.1 蒙特卡罗法 54

3.3.2 拉丁超立方抽样 56

3.3.3 考虑随机缺陷方法的程序实现 57

第4章 考虑初始几何缺陷的钢结构体系试验研究 60

4.1 概述 60

4.2 试件设计 60

4.2.1 构件尺寸和荷载大小的选择 60

4.2.2 主体设计 62

4.2.3 细节设计 62

4.3 加载装置和加载制度 64

4.3.1 加载装置 64

4.3.2 加载制度 65

4.4 测点布置 66

4.5 材性试验 67

4.6 初始几何缺陷的测量 68

4.7 试验现象 69

4.7.1 试验模型Ⅰ 69

4.7.2 试验模型Ⅱ 71

4.8 有限元分析结果与试验结果比较 73

4.8.1 有限元模型 74

4.8.2 初始几何缺陷和材料属性 74

4.8.3 有限元与试验比较 74

第5章 多高层钢框架结构的变形性能研究 78

5.1 引言 78

5.2 多高层钢框架结构的计算模型 78

5.2.1 结构选型 78

5.2.2 荷载汇集 78

5.3 参数设计及截面尺寸确定 80

5.3.1 框架高宽比 80

5.3.2 二阶效应参数 81

5.3.3 框架柱长细比 82

5.3.4 梁柱总线刚度比 85

5.3.5 参数组合和工况编号 87

5.4 单跨框架全过程高等分析 88

5.4.1 有限元模型 88

5.4.2 极限荷载因子 89

5.4.3 变形性能的概率统计 90

5.4.4 与规范分析方法比较 96

5.5 双跨框架全过程高等分析 101

5.5.1 有限元模型 101

5.5.2 极限荷载因子 102

5.5.3 变形性能的概率统计 102

5.5.4 与规范分析方法比较 106

5.6 三跨框架全过程高等分析 110

5.6.1 有限元模型 110

5.6.2 变形性能的概率统计 111

5.6.3 与规范分析方法比较 114

第6章 多高层钢框架支撑结构变形性能研究 118

6.1 引言 118

6.2 考虑随机初始几何缺陷的分析方法 118

6.2.1 现行规范方法 118

6.2.2 蒙特卡罗法 119

6.2.3 拉丁超立方抽样技术 120

6.2.4 考虑随机初始几何缺陷建模方法 120

6.3 多高层钢框架支撑结构的计算模型 121

6.3.1 结构选型 121

6.3.2 荷载汇集 121

6.4 参数设计及截面尺寸确定 123

6.4.1 框架高宽比 123

6.4.2 二阶效应参数 124

6.4.3 框架柱长细比 125

6.4.4 梁柱总线刚度比 126

6.4.5 参数组合和工况编号 127

6.5 双跨框架支撑结构全过程高等设计分析 127

6.5.1 有限元模型 127

6.5.2 极限荷载因子 129

6.5.3 变形性能的概率统计 129

6.5.4 与规范分析方法比较 133

6.6 三跨框架支撑结构全过程高等设计分析 137

6.6.1 有限元模型 137

6.6.2 极限荷载因子 138

6.6.3 变形性能的概率统计 138

6.6.4 与规范分析方法比较 141

6.7 四跨框架支撑结构全过程高等设计分析 145

6.7.1 有限元模型 145

6.7.2 变形性能的概率统计 146

6.7.3 与规范分析方法比较 149

第7章 实用钢结构直接分析与设计方法研究 153

7.1 引言 153

7.2 实际缺陷在高等设计中的考虑建议 153

7.3 高等设计中变形限值的判别标准 154

7.3.1 结构的适用性 154

7.3.2 适用性验算的判别标准 154

7.3.3 高层框架结构二阶侧移的实用计算 156

7.4 基于变形性能的实用高等设计方法 159

7.4.1 结构变形计算的加载过程 159

7.4.2 实用高等设计方法过程 160

7.4.3 适用范围和设计建议 161

7.4.4 设计方法的不足 162

7.5 算例应用及验证 163

7.5.1 6层单跨框架 163

7.5.2 16层双跨框架 163

7.5.3 4层三跨框架 165

7.5.4 20层三跨框架 166

附录A 单层单跨框架计算过程 168

附录B 六层单跨框架计算过程 173

附录C 荷载汇集 177

附表D 框架结构参数设计 182

附录E 单跨框架变形性能的概率统计 188

附录F 双跨框架的全过程分析 191

附录G 三跨框架的全过程分析 197

附录H 集中风荷载标准值 202

附录I 框架-支撑结构参数设计 206

附录J 框架的全过程分析 212

附录K 二阶侧移实用计算公式与有限元结果比较 218

参考文献 221