考虑随机缺陷的钢框架支撑结构高等设计方法研究

《考虑随机缺陷的钢框架支撑结构高等设计方法研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、考虑随机缺陷的钢框架支撑结构高等设计方法研究AdvancedDesignMethodAnalysisonSteelBracedFrameStructuresConsideringRandomImperfections研究生：刘丹指导教师：贾连光教授金路副教授学科专业：结构工程二〇一五年十二月分类号：学校代码：10153UDC：密级：公开硕士学位论文考虑随机缺陷的钢框架支撑结构高等设计方法研究作者姓名：刘丹入学年份：2013年9月指导教师：贾连光教授学科专业：结构工程金路副教授申请学位：工学硕士所在单位：土木工

2、程学院论文提交日期：2015年11月论文答辩日期：2015年12月学位授予日起：2016年1月答辩委员会主席：王连广答辩委员会组成：王连广、单明、秦桂娟、党永勤、许峰论文评阅人：__________________________________________声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下独立完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其它学位而使用过的材料。与我共同工作过的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说

3、明并表示谢意。作者签名：日期：学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解沈阳建筑大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权沈阳建筑大学(或其授权机构)可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库并通过网络提供检索、浏览。(如作者和导师同意论文交流，请在下方签名；否则视为不同意。)作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：不限□半年□一年□一年半□两年□作者签名：导师签名：日期：年月日期：年月硕士研究生学位论文摘要

4、I摘要与传统的计算长度方法相比，高等分析和设计方法能直接得到结构整体的承载能力和变形性能，而不需要对结构中的各构件进行强度和稳定性验算。目前国内外关于高等分析方法的研究普遍集中在如何考虑各种非线性因素影响下结构的极限承载能力。但有研究表明，按承载力极限状态设计框架时，高柔的钢结构柱顶侧移往往超出结构正常使用极限状态的限值要求，结构的实际承载力是由结构的变形性能控制的。在影响结构变形性能的众多非线性因素中，以结构和构件的初始几何缺陷影响最为显著，而现阶段国内外规范关于初始几何缺陷的直接考虑方法，都保守的将缺陷布

5、置在使结构和构件变形的同一方向，以致于多高层结构建模时的初始侧移很可能不满足结构整体垂直度的要求。针对上述问题，本文主要开展了如下工作：对二十层框架-支撑结构分别采用一阶弹性分析、近似二阶弹性分析以及高等分析方法进行设计，对比采用不同设计方法计算的结构极限承载力、构件内力和变形性能。对一榀单跨双层钢框架支撑结构进行了静载试验，重点研究了初始几何缺陷对结构变形性能的影响。由试验结果与有限元分析结果对比吻合较好，验证考虑随机初始缺陷有限元模型的正确性。采用蒙特卡罗法拉丁超立方抽样技术实现了考虑随机初始几何缺陷的建

6、模方法，并通过ANSYS限元软件围绕二阶效应参数c、结构高宽比HL、框架柱长细比和梁柱总线刚度比K对32层到50层钢框架支撑结构进行了96种工况设计与参数分析。通过概率统Z计的方法确定考虑随机初始缺陷钢框架支撑结构的柱顶侧移和梁跨中挠度值，并与多种国内外规范考虑初始几何缺陷的方法进行对比分析。结果表明，在结构达到极限承载状态时，采用高等分析方法计算的结构侧移均比一阶弹性分析有显著增加，并且已超过规范规定的限值要求；考虑随机缺陷框架模型计算的结构侧移与无缺陷框架基本接近；采用中国规范假想力框架模型计算的结构侧

7、移最大。分析结果表明，按承载能力极限状态设计的高柔钢框架支撑结构，其二阶侧移因超过了规范规定的限值要求而使其极限承载力失效，即结构的实际承载力由满足变形要求的容许承载力决定。根据大量的有限元分析结果拟合出高层钢框架支撑结构的二阶侧移近似计算公式，并通过算例验算其实用性。对由结构变形限值控制的多高层钢框架支撑结构提出了一种基于变形性能的实用高等设计方法。通过算例验证，基于变形性能的实用高等设计方法设计过程简便快捷，设计结果与基于承载能力状态设计方法一致，可以在高柔钢框架支撑结构的高等设计中广泛应用。关键词：高等

8、设计方法；钢框架-支撑结构；变形性能；随机初始几何缺陷；蒙特卡罗法II摘要硕士研究生学位论文硕士研究生学位论文AbstractⅢAbstractComparedwiththetraditionalmethodoflengthcalculating,theultimatecapacityanddeformationperformanceofastructuresystemcanbeanalyzeddi