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?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
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!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
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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
【
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
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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
!
? 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 5】00:10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】
】 , ,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?
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5】 :可按现?行国家标准建筑【结构荷?载规范GB 50】00:9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》;
—。
: 【。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》xWxfMcy=γ!。。yWyf;按弹塑性!。分析截面《板件宽厚比等级符合!S2级要求时Mc】x=Wp《xfMcy=W【pyf
《
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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(m《m2);
—
,。
《 》 : , ,Mx、?My绕着构件x【、y轴的一》。阶,。弯,矩承载力《设计值(《N·m?。m);
—
— W】x、Wy绕》着构件x《、y轴?的毛截面模量(【mm3);
【。
【。 : Wpx】、Wpy绕着构件】。。x、y?轴,的毛截面塑性—模量:(mm?3):;
》
— : 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】);
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》 , △】xi、△y》i,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(m—m);
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:。
《 《 δx0、】δy0构《件,在x:、y轴方向的初【始缺陷值(》mm)
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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
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