论文摘要
在最近的十几年里随着计算机技术的发展，把钢结构的高等分析应用于设计已成为一种可能。高等分析方法是一种能准确描述结构极限状态的二阶弹塑性分析方法，并且不需要对组成结构的单个构件进行繁琐的验算，一次计算一次完成，因此，高等分析方法是一种更为有效和更加精确的钢结构分析方法。本文采用了一种新的考虑剪切变形的二阶非弹性梁柱单元，及考虑两类钢支撑的二阶非弹性单元进行了理论分析，并采用Fortran语言编写了考虑几何非线性、材料非线性、几何初始缺陷、残余应力、半刚性连接的钢框架—支撑结构高等分析程序。通过本文编写的高等分析程序对钢框架支撑结构进行了分析，并与美国Bucknell大学的非线性软件MASTAN2进行了对比，验证了本文理论方法的正确性。本文还通过算例对钢框架结构、钢框架中心支撑结构、钢框架偏心支撑结构的高等分析进行了研究，得出了高等分析时各种因素对不同钢框架支撑结构性能的影响。最后，本文将通过三个工程算例来说明钢结构高等分析能进行考虑极限承载力状态和正常使用极限状态的钢结构设计。通过对工程算例的应用研究，表明钢结构高等分析方法能广泛地应用于实际工程。
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摘要ABSTRACT目录CONTENTS第一章 绪论1.1 概述1.1.1 钢结构应用概述1.1.2 钢框架支撑结构分析方法的概述1.1.3 各种因素对钢框架支撑结构影响的概述1.2 钢框架支撑结构研究存在的问题及研究现状1.2.1 钢框架支撑结构设计方法存在的问题1.2.2 国内外钢框架支撑结构高等分析方法总结1.2.3 各种因素对钢结构计算分析影响的研究现状1.3 本文的主要研究内容、目的和意义1.3.1 本文的主要研究内容1.3.2 本文研究的目的和意义第二章 钢梁柱单元二阶非弹性分析2.1 钢梁柱单元的弹塑性刚度方程2.1.1 钢梁柱单元的弹性几何刚度方程2.1.2 钢梁柱单元的弹塑性刚度方程2.2 程序简介2.3 程序验证2.4 本章小结第三章 支撑构件的二阶非弹性分析3.1 中心支撑单元的二阶非弹性刚度方程3.1.1 引言3.1.2 中心支撑单元的屈曲假定3.1.3 中心支撑单元铰接时的弹性刚度方程3.1.4 中心支撑单元铰接时的弹塑性刚度方程3.1.5 中心支撑单元刚接时的弹塑性刚度方程3.2 偏心支撑单元二阶非弹性的刚度方程3.2.1 引言3.2.2 偏心支撑单元非弹性刚度方程3.3 程序验证3.4 本章小结第四章 考虑节点半刚性连接的钢结构高等分析4.1 引言4.2 半刚性连接特性及分析模型4.2.1 半刚性连接特性4.2.2 半刚性连接分析模型4.3 带有半刚性连接的梁单元转角位移方程4.4 程序验证4.5 本章小结第五章 高等分析中各种因素对钢框架支撑结构性能影响5.1 各种因素对钢结构性能影响分析5.1.1 一阶弹性分析、二阶非弹性分析和考虑剪切变形的二阶非弹性分析对钢结构的内力和位移的影响5.1.2 高跨比对钢结构极限承载力的影响5.1.3 半刚性连接对钢结构极限承载力的影响5.2 各种因素对钢框架中心支撑结构性能影响分析5.2.1 一阶弹性分析、二阶非弹性分析和考虑剪切变形的二阶非弹性分析对钢框架中心支撑结构的内力和位移的影响5.2.2 不同刚度支撑对钢框架中心支撑结构性能影响5.2.3 半刚性连接对钢框架中心支撑结构极限承载力的影响5.2.4 不同受力方式对钢框架中心支撑结构极限承载力的影响5.2.5 荷载位置不同对钢框架中心支撑结构极限承载力的影响5.3 各种因素对钢框架偏心支撑结构性能影响分析5.3.1 支撑刚接和铰接对钢框架偏心支撑结构性能的影响5.3.2 消能梁长度的变化对钢框架偏心支撑结构性能的影响5.3.3 半刚性连接对钢框架偏心支撑结构极限承载力的影响5.4 本章小结第六章 高等分析在钢结构中的实际应用研究6.1 钢结构高等分析与现阶段钢结构设计方法的比较研究6.1.1 工程概况6.1.2 荷载计算6.1.3 内力计算及组合6.1.4 杆件截面验算6.1.5 钢结构高等分析6.2 平面钢框架高等分析与空间钢框架高等分析的区别6.3 空间钢框架支撑结构的高等分析在实际工程中的应用6.3.1 工程概况6.3.2 软件分析6.3.3 结构截面调整6.4 本章小结第七章 结论与展望7.1 结论7.2 展望参考文献攻读硕士学位期间发表的论文攻读硕士学位期间参与科研项目致谢
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