收藏本站
《东南大学》 2001年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

高层建筑钢框架结构几何、材料非线性分析

周奎  
【摘要】:随着我国钢材产量与质量的不断提升和高层钢结构的制作与安装水平的不断提高,同时由于钢结构本身的优点如自重轻、延性和抗震性能好以及施工速度快、综合经济效益显著,促使了我国高层建筑尤其是民用高层建筑越来越多地采用钢结构和钢—砼组合结构。高层建筑结构设计必须建立在全面的计算分析基础之上,由于构件数目和所要考虑的因素很多,使得高层建筑的结构设计比普通建筑要复杂费时得多;这就使得建立合理、可靠的理论模型和进行精确的计算分析具有很重要的现实意义。在当前各国的钢结构设计规范中,极限状态设计方法已被广为应用,结构在最大设计荷载下的非弹性和稳定性效应得到了更为全面而合理的考虑。然而就当前的水平而言,还没有一种实用与成熟的分析方法可用于一般结构的极限状态设计;真正的极限状态设计方法仅用于小型或简单结构和单个构件的设计。 当前大多数规范仍然是利用弹性分析的内力进行结构设计,借助有效长度系数针对单个构件进行稳定验算。但规范中规定的有效长度系数方法具有一定的局限性:有效长度系数法不能精确考虑结构系统与结构构件之间的相互作用,没有考虑非弹性内力重分布,不能预测结构系统的失稳模态,要进行费时的单个构件承载力校核,包括有效长度系数K 的计算。因此既能严格考虑结构的各种非线性因素,又能精确模拟单个构件设计校核的分析方法是当前研究的课题之一,近几年出现的高等分析就是这样的一种方法。结构的高等分析(advanced analysis)实际上是一种二阶弹塑性分析方法,是指在分析时结构模型能充分描述结构系统的强度与稳定性,并且不需要进行单个构件承载力验算的分析方法,这在结构分析尤其是高层建筑结构的分析中,避免了大量、烦琐的逐个构件常规安全验算,其优点是不言而喻的。 为了实现结构的高等分析,需要充分考虑各种非线性因素(如几何非线性、材料非线性、几何缺陷、残余应力、连接节点的非线性以及单元横向荷载的二阶效应等),本文的研究工作正是基于这些方面的考虑来展开的。 二阶弹性分析是当前许多设计规范建议采用的非线性分析方法。本文采用共转法列式,给出了一个精确、高效的梁柱四项式单元模型,利用势能驻值原理推导了空间梁柱四项式单元的切线刚度矩阵;可用1 单元/构件对结构进行几何非线性分析并在实际应用范围内与稳定函数具有同样的精度。四项式单元克服了常规稳定函数在轴力变号时计算公式不一致的缺点,该单元模型不仅能精确模拟几何非线性,而且能准确描述轴向扭转屈曲效应(瓦格纳效应)。 对于带裂缝工作的钢—砼组合梁柱杆件,到目前为止还没有较为完善的计算方法。本文从
【学位授予单位】:东南大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2001
【分类号】:TU973.1

手机知网App
【引证文献】
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 赵滇生;宗丽杰;;热轧H型钢门式刚架结构的整体二阶弹塑性分析[A];第七届全国现代结构工程学术研讨会论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 韦良;高层钢框架结构体系稳定分析的样条函数方法[D];广西大学;2014年
2 李然;钢板剪力墙与组合剪力墙滞回性能研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
3 徐国林;巨型钢框架结构非线性地震反应分析方法研究[D];中国地震局工程力学研究所;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前7条
1 杨军;钢框架规范推荐二阶分析方法研究[D];郑州大学;2014年
2 邵宇航;网壳结构二阶弹性精细化分析方法[D];天津大学;2009年
3 易凌;钢框架支撑结构的高等分析及应用研究[D];广州大学;2007年
4 周高斌;应变强化奥氏体不锈钢低温容器研究[D];浙江大学;2007年
5 宗丽杰;热轧H型钢门式刚架的非线性分析[D];浙江工业大学;2007年
6 陈红霞;不对称钢塔结构的非线性分析与设计应用[D];东南大学;2005年
7 庄和星;弹塑性梁柱刚度方程的能量解[D];东南大学;2003年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 周奎,宋启根,贾军波;高等分析及其在钢结构设计中的应用[J];建筑钢结构进展;2002年02期
2 周奎,方立新,宋启根,胡孔国;考虑带裂缝工作的组合梁柱等效刚度计算[J];工业建筑;2001年09期
3 周奎,方立新,宋启根;组合结构梁柱COMP单元非线性分析[J];工程力学;2001年04期
4 宋启根,罗穆勇,宋丹;框架非线性分析的新梁柱单元[J];力学季刊;2001年02期
5 熊光晶,刘运明,谢慧才;受拉区混凝土对梁的弯曲极限承载力的贡献[J];工业建筑;1999年12期
6 李国强,孙飞飞,沈祖炎;强震下钢框架梁柱焊接连接的断裂行为[J];建筑结构学报;1998年04期
7 李国强;我国高层建筑钢结构发展的主要问题[J];建筑结构学报;1998年01期
8 崔鸿超;高层建筑钢结构在我国的发展[J];建筑结构学报;1997年01期
9 丁洁民,沈祖炎;空间钢框架结构的非线性分析[J];土木工程学报;1993年06期
10 刘安清;直线楔形杆件框架稳定性计算[J];建筑结构学报;1983年02期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 董道福;陈常松;颜东煌;涂光亚;袁明;;单元解体法精确求解梁元无应力构形[J];湖南大学学报(自然科学版);2016年11期
2 岳太恒;;土木工程建筑的节能分析[J];民营科技;2016年11期
3 马康;李维滨;严林飞;;半刚性节点无支撑钢框架地震易损性分析研究[J];工业建筑;2016年09期
4 张亚东;郑骐;顾仁强;;浅谈钢管混凝土结构[J];四川水泥;2016年08期
5 雷文江;;浅析基于当前建筑钢结构安装施工技术[J];中国高新技术企业;2016年22期
6 何敏;章礼华;王其申;;单杠结构差分离散系统的振动反问题[J];计算物理;2016年04期
7 戚蓝;赵芳兴;戚超龙;;有焊接缺陷梁柱节点累积损伤行为的研究[J];中国农村水利水电;2016年07期
8 张少彪;郭其训;李圣晓;马伟伟;杨阳;;超高层续建工程原有底板上浇筑超厚新底板施工技术[J];施工技术;2016年09期
9 陈静;;土木工程的节能建筑[J];科技创新与应用;2016年09期
10 廖芳芳;王伟;李文超;周天华;;钢结构节点断裂的研究现状[J];建筑科学与工程学报;2016年01期
【同被引文献】
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 马欣伯;两边连接钢板剪力墙及组合剪力墙抗震性能研究[D];哈尔滨工业大学;2009年
2 康平;几类非线性微分方程边值问题解的存在性[D];山东大学;2009年
3 李东;纵向支撑框架稳定性分析及支撑设计要求[D];浙江大学;2005年
4 陈滔;基于有限单元柔度法的钢筋混凝土框架三维非弹性地震反应分析[D];重庆大学;2003年
5 王耀伟;平面不规则结构非弹性地震反应规律研究[D];重庆大学;2003年
6 季渊;多高层框架—支撑结构的弹塑性稳定性分析及其支撑研究[D];浙江大学;2003年
7 林艳;薄壁管数控弯曲成形过程失稳起皱的数值模拟研究[D];西北工业大学;2003年
8 周奎;高层建筑钢框架结构几何、材料非线性分析[D];东南大学;2001年
9 周晓峰;巨型钢框架结构的静力、抗震和抗风分析[D];浙江大学;2001年
10 申林;高层结构钢支撑滞回性能分析及抗震设计对策[D];西安建筑科技大学;2001年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 汪奇备;钢结构高等分析及程序的开发[D];广州大学;2011年
2 马春来;考虑剪切位移和多因素耦合影响下的空间梁非线性分析模型研究[D];浙江大学;2008年
3 尹宗军;高层钢结构住宅体系分析及其在实际工程中的应用[D];合肥工业大学;2006年
4 周晶晶;钢框架结构考虑P-△效应的稳定系数研究[D];湖南大学;2006年
5 李焱;高层钢框架梁柱节点弹塑性设计方法研究[D];广西大学;2006年
6 宋晓星;半刚性连接钢框架静动力性能分析[D];合肥工业大学;2005年
7 罗飞;大跨度钢拱桥静力非线性及地震响应研究[D];北京工业大学;2004年
8 王万建;单层平面钢框架的整体弹塑性稳定分析[D];西安科技大学;2004年
9 吕毅刚;高墩大跨桥梁几何非线性及稳定性有限元分析[D];长沙理工大学;2004年
10 张行;钢结构住宅框架半刚性节点分析研究[D];武汉理工大学;2003年
【二级引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 李敏;材料的率相关性对钢筋混凝土结构动力性能的影响[D];大连理工大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陈希;应变强化压力容器外压屈曲研究[D];浙江大学;2015年
2 朱艳;低温液体运输车的轻量化技术[D];河北工业大学;2015年
3 白龙;奥氏体不锈钢应变强化容器冷加工与承载能力研究[D];华南理工大学;2014年
4 陈晓;奥氏体不锈钢深冷应变强化关键技术研究[D];华东理工大学;2014年
5 陈国旋;奥氏体不锈钢压力容器的应变强化承载能力研究[D];华南理工大学;2013年
6 章云飞;奥氏体不锈钢应变强化容器材料性能及接管安全性研究[D];华东理工大学;2013年
7 宋艳香;水平荷载作用下门式刚架抗灾害能力研究[D];河南大学;2012年
8 冯小松;应变强化技术在低温储罐轻型化设计中的应用[D];北京化工大学;2012年
9 宋波;双轴追踪太阳能光热发电系统可移动支架结构选型及整体抗震性能研究[D];北京交通大学;2012年
10 刘凡;应变强化压力容器的稳定性研究[D];华南理工大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前4条
1 熊光晶,刘运明,谢慧才;受拉区混凝土对梁的弯曲极限承载力的贡献[J];工业建筑;1999年12期
2 崔鸿超;高层建筑钢结构在我国的发展[J];建筑结构学报;1997年01期
3 李国强,沈祖炎;高层建筑抗震设计的发展趋势[J];建筑结构学报;1992年04期
4 沈祖炎;丁洁民;;空间钢框架结构弹塑性稳定的综合离散分析法[J];同济大学学报(自然科学版);1992年01期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘开国;火作用下钢框架结构的分析[J];钢结构;2002年04期
2 赵权,冯志伟;钢框架结构住宅的应用与发展中的问题[J];工程建设与设计;2005年07期
3 滕文刚;王西十;吴学敏;;强风对高层钢框架结构的影响分析[J];钢结构;2010年01期
4 张伟平;陈集强;蒋宝林;;浅析高层钢框架结构施工技法[J];电大理工;2010年02期
5 谢复久;;基于结构体系可靠度的钢框架结构设计方法探究[J];中国建筑金属结构;2013年14期
6 刘开国;钢框架结构的弹性和弹塑性二阶分析[J];华中建筑;2000年01期
7 张文元;张耀春;;若干典型巨型钢框架结构的罕遇地震反应分析[J];世界地震工程;2003年04期
8 邵永松,刘洪波,谢礼立,张耀春;平面与空间钢框架结构的简化柱梁模型[J];工程力学;2004年01期
9 孙爱伏,董毓利,刘仲奇;面向对象的钢框架结构火灾行为分析程序设计[J];四川建筑科学研究;2005年03期
10 郑廷银,赵惠麟;巨型空间钢框架结构的二阶实用分析[J];建筑结构;2005年08期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 胡理列;赵成文;;钢框架结构的非线性分析[A];第十一届全国非线性振动学术会议暨第八届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议论文集[C];2007年
2 张秀华;段忠东;;爆炸荷载作用下钢框架结构动力响应数值分析[A];第八届全国爆炸力学学术会议论文集[C];2007年
3 李临洁;蒋焕迎;;钢框架结构稳定基本概念之我见[A];晋冀鲁豫鄂蒙川云贵甘沪湘十二省区市机械工程学会2007年学术年会论文集(河南、贵州分册)[C];2007年
4 黄见东;王遒堂;;钢框架结构优化设计[A];中国土木工程学会计算机应用学会学术报告会论文集(4)[C];1989年
5 王景涛;马华;蒋华戈;尚自端;;钢框架结构健康检测的试验研究[A];首届全国建筑结构技术交流会论文集[C];2006年
6 徐春丽;罗永峰;;某钢框架结构体系的计算分析与加固方法[A];第七届全国现代结构工程学术研讨会论文集[C];2007年
7 舒兴平;陈绍蕃;;钢框架结构二阶弹性精确分析及简化方法[A];钢结构工程研究(三)——中国钢结构协会结构稳定与疲劳分会2000年学术交流会论文集[C];2000年
8 赵赤云;周坚;;钢框架结构的二阶分析[A];钢结构工程研究(五)——中国钢结构协会结构稳定与疲劳分会2004年学术交流会论文集[C];2004年
9 石磊;沈凤斌;;钢框架结构的爆炸响应研究[A];第十届建构筑物改造和病害处理学术研讨会、第五届工程质量学术会议论文集[C];2014年
10 蒋焕迎;;钢框架结构稳定的计算方法初探[A];晋冀鲁豫鄂蒙川云贵甘沪湘十二省区市机械工程学会2007年学术年会论文集(河南、贵州分册)[C];2007年
中国重要报纸全文数据库 前2条
1 方洪;“上挂下托”技术破解国内巨型钢框架结构施工难题[N];中华建筑报;2007年
2 杨骏;把软肋做硬[N];中华建筑报;2002年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 徐强;既有与改进节点形式的钢框架结构抗震性能评估[D];西安建筑科技大学;2014年
2 王晓飞;酸性大气环境下多龄期钢框架结构抗震性能及优化设计方法研究[D];西安建筑科技大学;2015年
3 程东梅;半刚性钢框架结构研究及优化设计[D];哈尔滨工程大学;2011年
4 徐国林;巨型钢框架结构非线性地震反应分析方法研究[D];中国地震局工程力学研究所;2009年
5 刘坚;基于结构极限承载力的轻型钢框架结构的计算理论及应用研究[D];重庆大学;2003年
6 刘洪波;钢框架结构典型震害的计算机模拟研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
7 周晓峰;巨型钢框架结构的静力、抗震和抗风分析[D];浙江大学;2001年
8 齐宝欣;火灾爆炸作用下轻钢框架结构连续倒塌机理分析[D];大连理工大学;2012年
9 董可;地震作用下钢框架结构的动力性状研究[D];中国矿业大学(北京);2013年
10 杨秀英;钢框架结构火灾反应分析及其模拟系统[D];上海交通大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 庞见;钢框架结构的火灾模拟及有限元分析[D];天津理工大学;2015年
2 程洋;酸性大气环境下锈蚀钢框架结构抗震性能及地震易损性研究[D];西安建筑科技大学;2015年
3 黄浩;机械式停车设备的有限元分析及存取策略探讨[D];长安大学;2015年
4 王帅;钢框架子结构抗连续倒塌性能试验研究[D];哈尔滨工业大学;2015年
5 刘梅;摇摆结构体系的抗震性能分析[D];大连理工大学;2015年
6 张立;延性节点钢框架结构破坏模式及抗震性能研究[D];大连理工大学;2015年
7 郭鑫桥;岩溶地基—筏板基础—钢框架结构共同作用体系的地震响应分析[D];广西大学;2014年
8 谢洪辉;摇摆自复位钢框架结构受力性能研究[D];重庆交通大学;2015年
9 蒋成良;在粱柱节点设置耗能元件的自复位框架结构体系性能研究[D];苏州科技学院;2013年
10 孙玉婷;基于AP法的钢框架结构连续性倒塌研究[D];青岛理工大学;2015年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026