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1、 2013年第5期·69·第39卷总第175期SichuanBuildingMaterials2013年10月DOI:10.3969/j.issn.1672-4011.2013.05.034钢框架高等分析综述董丽娜(天津城建大学土木工程学院,天津300384)摘要:本文简要介绍了钢框架结构体系的发展现状1钢框架体系主要分析问题和设计方法的发展以及现行钢结构设计方法的局限性,引出高等分析的设计理论,并介绍了高等分析方法,具体阐述了其中应用最广从结构设计的需要来看,钢框架体系的主要分析问题泛的精细塑性铰法。说明了钢框架设计过程中高等分析的有:①各种荷载作用下结构
2、线弹性内力与变形分析;②竖优越性。向荷载作用下结构的弹性稳定性分析;③结构非线性与极[1]关键词:钢框架;高等分析;精细塑性铰法限承载力分析;④结构弹性与弹塑性地震反应分析。中图分类号:TU391文献标志码:A钢结构设计方法经历了由容许应力设计法(ASD),塑性文章编号:1672-4011(2013)05-0069-02设计法(PD)到现在广泛应用的荷载抗力系数设计方法(LR-FD)的发展过程。国内外现行钢结构框架体系设计一般按SummerizesoftheSteelFrameAdvancedAnalysis如下两个步骤进行:①按一阶或二阶弹性方法计算各种荷DONGL
3、ina载及其组合作用下结构的位移和各构件的内力,即整体结(InstituteofCivilEngineering,TianjinChengduUniversty,Tianjin构的弹性分析;②将结构分析所得内力用于构件的各种极300384,China)限状态方程进行构件设计,即单个构件的非弹性设计。若构件满足各种规定的极限状态方程,则认为结构设计符合Abstract:Thispaperbrieflyintroducesthedevelopment规范要求。这种设计方法实质上是基于构件承载力极限状situationofsteelframestructuresystem,
4、andthelimitationsof态的结构设计,存在很多缺陷:①结构内力计算模式与构existingsteelstructuredesignmethods.Thusitintroducesde-件承载力计算模式不一致;②结构整体失稳的计算模式与signtheoryofadvancedanalysis.Itpresentsadvancedanalysis实际失稳状态不一致;③现行设计方法不能准确预测结构methodsandspecificallyintroducesrefinedplastichingemethod体系的破坏模式和极限承载力;④不同结构整体承载力极[
5、2]whichisoneofthemethods.Itillustratesthesuperiorityofthe限状态可靠度水平不一致。advancedanalysisintheprocessofthesteelframedesign.为解决现行钢结构框架体系设计存在的问题,国际上Keywords:SteelFrames;AdvancedAnalysis;Refined提出了结构高等设计或直接设计的概念。PlasticHingeMethod2高等分析方法0前言[3]高等分析的概念最早出现在澳大利亚极限状态标准钢结构框架体系不仅可用于多高层民用建筑结构,还中。高等分析
6、是指能够准确跟踪结构中各构件塑性渐变的能用于单层、多层工业建筑结构。钢结构具有自重轻、强全过程,能够准确预测结构体系及其组件的破坏模式与极度高、延性和抗震性好、绿色环保、工业化程度高、综合限荷载,而又不需按规范公式逐一对各构件进行验算的任效益显著等优点,另外钢材的材质均匀使加工过程中的质何一种方法。高等分析方法主张在结构分析中充分考虑影量得到了严格的控制,使建筑结构的设计与计算得到了简响结构性能的各种非线性因素(几何非线性、材料非线性、化。目前,我国单层工业厂房几乎均采用门式钢框架结构,连接非线性等),直接计算或验算结构的整体极限承载力,且越来越多的多层商业建筑、高层
7、办公楼、酒店均采用钢以彻底摒弃构件计算长度和构件相关方程的概念,即免除框架结构体系,特别是近年来我国政府积极推进多高层钢构件验算的步骤,使结构可靠度更为统一,将大大简化设结构住宅的发展,全国众多高层钢结构框架体系住宅已建计过程,提高结构设计效率[3]。郑廷银[4]将高等分析方法成。随着我国经济实力的进一步增强和技术水平的不断提与传统的设计方法进行了对比,指出了高等分析方法的特高,钢结构框架体系必将得到越来越广泛的应用,成为我点及优越性。国主要的结构体系之一。钢框架设计方法也在不断地发展按考虑结构的非线性因素划分结构高等分析类别为:和完善中。几何非线性
