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5》.5  直接分析】设计:法 【 , 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   !  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 《 : :    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 : 《 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 ! 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 !  :。  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《 ,    】 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 —   —  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   !  一般来说—进,行,二,阶弹塑性分析应符】合下列规定 】     【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 —    【 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 50【010的要求采用 !   【 , 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 — 《。  :   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? :    【 6  应输出下列!计算结?果,以验证?是否:符,合设计要求 !   《      1【。),荷载标准组合的效应!设计值?作用下的挠度和侧】。移; 】        】2)各?塑性铰的曲率; !  》。 ,  : ,。 ,  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 》 】  :  : 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Mcx=γ】xWxf《Mcy=γ》yWyf;按弹塑】性分析截《面,板,。件宽厚比等》级符合S2》。级要求时Mcx【=WpxfMc【y=Wpy》。f  】   ?式中N?。。构件的轴力》设计值?(N); —      !     A—构件的毛截面面积】(mm2); 【  —  :。   ? ,   Mx、My绕!着构件x、y轴的】一阶弯矩承》载力:设,计值(N·mm);! —        】。  Wx、Wy绕着!构件:x、y轴的毛截面】模量(mm》3); 】 ,      —  :  Wpx、Wpy!绕着构件《x、:y轴的毛截面—塑性模量《(,mm3)《;  】      —  : γx、γy—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(—mm)?; —  :         !△xi、△》。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(m《m);? — ,     》    《δx、δy荷—载,作用下?构件在x、》y轴方向的变形【。值(mm)》; 》 ,       【    δx—0、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? , ? 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 ?