《5.5? 直接分析设计】。。法
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5.5》.1 当》采用直接分析设计法!时可以直接建立带有!初始:几何缺陷的结构和构!件单元模型也可以用!等效荷载来替代【在直接分析》设计法中应》能充分考虑各种【。对,结,构,刚度有?贡献的因素如初【始缺陷、二》。阶效应、材料弹塑】性、节点半刚性【等以:便能准确预测结构行!。为
】 , , 采:用直:接分析设《。计法时分《析,和,设计阶段是不可【分割的两者既有【同时进?行的部分(》如,初始缺陷《应在分析的时候引】入)也有《分开的?。。部,分(如分《析得到应力状态再采!用设计?。。准则判断是》。否塑性?)两者在非线性迭】代中:不断进行修》正、相互影响直至达!。。到设计荷载水平下】的平衡为止这—也是直接《。分析法区《别于:一般非线性分析方法!。之处传?统的非线《性强调了分析却忽略!了设:计上的?很多要求因》。而其:结果是不可以“直】接”作为设计依据的!。
【 由于直—接,分析设计法已经在分!析过:程中考虑《了一阶弹性》设计中?计算长度所要考【虑的:因素故不《再,需要进行《基于计算《。长度的稳定》性,。验算:了
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对【于,一些特殊《荷载下的结》构分析比如连续倒】塌,分析、抗火分析等】因,涉及几何《非线性?、材料非线性—、全过程《弹塑性分析采—用一阶弹性分析或】者二:阶P-△《弹性分析并不能【得到正确的内力【结,果应采用直接—分析设计法进行结构!分析和设计
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直接【分析设计法作为一种!全过:程的非线《性分析方法不允【许进行?。荷载效应的迭加而】应,采用荷载组》合进行非《线性求?解
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,5.5.2》。 , 二阶P-》△-δ?弹性分析是直接分】析法的?一种特例也是—。常用的一种》分析手段该》方法:不考虑材料非—线性只考虑几何非】线性以第《一塑性铰为准则不允!许进行内力》重分布
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5.5.】3 二阶弹塑性】分析作为一种设【计工具虽然在—学术界和工》程界仍有争议—。但世界各主流规范】均将其纳《入规范以便》适应各种《需要考虑材料弹塑】性发:展的情况
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— : ,工程界常采用—。。一维梁柱单元—。来进行弹塑性分析】。二维的板壳元和三】维的实体元因涉【及大量计算一般仅】在学术界中》采用塑性铰法—和塑:性区法是《基于:梁柱单元的两种常用!的考虑材料非线性】的方法
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【 本条《规定针对给定的设】计目标二阶》弹塑性分《析可生成多》个塑性铰直》至达到设《计荷载水平为止
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对结构进!行二阶弹塑性—分析由?材料和截面确—定的弯矩-曲率关】系、节点的半刚性直!接影响计算》结果同时分析结果的!可靠性有时依赖于】。结构的破坏模—式不同破坏模式【适用的非线性分析】增量-迭代策略【可能不一样》另,外由:。于可:靠度不同正常荷载】工况下?的,设计和非正常荷载】工况下的设计(如】抗倒:塌,分析或罕遇》地震作用下》。的设计等)》。对构件极限状态的要!求不同
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《 一般来说进行】二阶弹塑性分析应符!合下:列规定
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— :1 除《非有充分依据证明】一根构件能可—靠地由一个单元【所模拟(如只受【拉,支撑)一般构件【划分单元数不宜【。小于4?构件:的几何缺陷和残【余应力应能在所划】分的单?元里考虑到
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2 】 钢材的应力-【应变曲线为》理想弹塑《性混凝土的应—力-应?变曲线可按现行国家!标准混凝土结构设】计规:。范GB 500【。10的?要求采用
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—3 工字形(H】形)截面柱与—钢梁刚接《时应有足够的措施防!止节点?域的变形否》则应在结《构,。整,体分析时《予以考虑
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》 4 当工字【形(:H形:。)截面?构件缺少翘》。曲,扭转约束时应在【结,构整体分析时予以考!虑
! 5 《 可按现行国家标准!建筑结?构荷载规范GB【。。 50?009的规定考虑】活荷载?折减抗震《设计的结构》采用:重力荷载代表值后不!得进行活荷载折减
!
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? 6 》 应输出《下列:计算:结果以验证》是否符合《设,。计要求
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— 1)荷【载标准组合的效【应设计值作用下的】挠度和侧《移,;
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》。 2)各】塑性铰的曲》率,;
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! ,。 3)没有出现塑性!变,形的:部位应输出应—力比
5!.,5.7? , 直接分析设—计法是一种全—过程:二阶非线性弹塑性】分析设计方法—可以全?。面考虑结构和构件】的初始?缺陷、几何非线性、!材料非线《性等对?结构和构件内—。力的影响其分析设计!过程可?。用式(8)来表【达用直接分析设计】。法求得的构件的内】力可:以,直接作为《校,核,构件的依据》进行:如下的截面验算即可!
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】
》直接分?析法不考虑》材料:弹塑性发展或按弹】塑性分析截面板件】宽厚比等级不—符合S2级要求时M!cx=γxW—xfMcy=γy】Wyf;按弹塑【性分析截面板件宽】厚比等级《符合S2级》要求时Mcx=【Wpxf《Mcy=Wpyf
!
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】式中N构件的—轴力:设计:值(:N);?
?
《 【 A构件的毛【截面面积《(mm2);
【
【 】。M,x、My绕着构件】x、y轴的一阶弯矩!。承载力设计值(【N,·mm);》
《
【 , :。 W?x、Wy绕着—构件x、y轴的毛截!面模量?(mm3);
【
— ,。 【 Wpx、》Wp:y,绕,着构件x、y轴的】毛截面?。塑性模量(mm3】);
《
! , γx、γ】y截面塑性发展系】数;
?
【 】△x、?△,。y由于?结,构在荷载《作,。用下:。的变形所产生的【构件两端相对位移】值(m?m);
【
,
— △x【i、△?yi由于结》构的整体初始—几何缺陷所产生的】构件两端相对位移】值(mm);
!
】 》δx、δy荷—载作用?下构:件,在x:、y轴方向》的变形?值,(mm);》
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《。 【 δx0》、,。。δy0构件在x、y!轴方向的初始缺【陷值(mm》),
《
值【得注意的是上式截】面的N-《。M相关公式》是相对保守的当有】。足够资料证明时可采!用更为精《确的:N-:M相关公式进行【验算
《。
5.5.8! 本条对采用塑性!。铰法进行直》接分析设《计做了补充要—求因塑生铰法一般】只将塑?性集中在构件—两端而假定》。构件的中段保持【弹性当?轴力较大时》通常高估其刚度【为考虑该效应故需折!减,其刚:度
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5.5—.9 《本条对采用塑—性,区法进行直接分析设!计给出了一》种,开放性的方》案一方面可以精确】计算:出结构响应另一方】面也为新材料、新截!面,。类,型,的应用创造了条件】
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