本文關(guān)鍵詞：鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)二階效應(yīng)及其設(shè)計(jì)方法

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【摘要】：現(xiàn)行《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》有關(guān)排架結(jié)構(gòu)的二階效應(yīng)設(shè)計(jì)方法依然是以經(jīng)驗(yàn)成分為主的η-l_0法,在有理論瑕疵且缺乏有效分析驗(yàn)證的情況下歷經(jīng)五十年未做修訂。本論文為《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010-2010中二階效應(yīng)設(shè)計(jì)方法的遺留問(wèn)題的后續(xù)研究工作的一方面,旨在為新一輪《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》有關(guān)排架結(jié)構(gòu)二階效應(yīng)的修訂提供參考依據(jù)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)被廣泛應(yīng)用于工程設(shè)計(jì),考慮排架結(jié)構(gòu)二階效應(yīng)的η-l_0法已悄然成為一種老舊的設(shè)計(jì)方法,但仍有必要澄清其中所蘊(yùn)含的二階效應(yīng)本質(zhì),給出等效長(zhǎng)度l_0的合理取值,達(dá)到完善η-l_0設(shè)計(jì)方法的目的。與此同時(shí),美國(guó)規(guī)范有關(guān)二階效應(yīng)的設(shè)計(jì)方法已相當(dāng)成熟并被各國(guó)工程界采納,因此我們有必要借鑒美國(guó)規(guī)范的設(shè)計(jì)理念,通過(guò)折減剛度考慮材料非線(xiàn)性,引入考慮剛度折減的彈性二階分析方法,從而在結(jié)構(gòu)分析層面上解決二階效應(yīng)問(wèn)題,將二階效應(yīng)計(jì)算還原到結(jié)構(gòu)分析中,改變以往規(guī)范只能在截面承載力設(shè)計(jì)中考慮二階效應(yīng)不利影響的做法。基于以上原因,本論文展開(kāi)系列研究工作并取得以下研究成果:(1)闡明美國(guó)《ACI 318-14》規(guī)范有關(guān)二階效應(yīng)附加作用的設(shè)計(jì)思想和指導(dǎo)準(zhǔn)則,分析美國(guó)規(guī)范提出關(guān)于有側(cè)移和無(wú)側(cè)移結(jié)構(gòu)的彎矩增大系數(shù)法。同時(shí),論證我國(guó)適用于排架結(jié)構(gòu)的η-l_0法的合理性,并利用彎矩增大系數(shù)η的軸力表達(dá)式反算等效長(zhǎng)度l_0。(2)以國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)圖集為參考,在團(tuán)隊(duì)之前的單跨排架結(jié)構(gòu)研究的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)出108個(gè)具有典型實(shí)際工程意義的兩跨排架結(jié)構(gòu)。分析排架結(jié)構(gòu)承受的各類(lèi)荷載及其作用方式,按照新版荷載規(guī)范進(jìn)行荷載組合并通過(guò)彈性二階分析結(jié)果確定各個(gè)截面對(duì)應(yīng)的最不利荷載組合。(3)對(duì)108個(gè)兩跨排架算例在各柱段對(duì)應(yīng)的最不利荷載組合下進(jìn)行彈性一階和彈性二階分析,求出對(duì)應(yīng)的彎矩增大系數(shù)η和等效長(zhǎng)度l_0。通過(guò)控制單一變量的方法,考察跨度、吊車(chē)噸位、風(fēng)荷載和上下柱高比β對(duì)各柱段二階效應(yīng)附加作用的影響規(guī)律并闡明原因。(4)歸納總結(jié)所有兩跨排架算例中各柱段對(duì)應(yīng)的彎矩增大系數(shù)η和等效長(zhǎng)度l_0的分布規(guī)律,兼顧效率和精度之間的平衡關(guān)系,提出具有工程實(shí)用性的等效長(zhǎng)度系數(shù)取值建議:邊柱上柱取3.5;邊柱下柱取2.7;中柱上柱取1;中柱下柱取1.7。同時(shí),從概念上闡釋等效長(zhǎng)度l_0與現(xiàn)行規(guī)范取值間的關(guān)系,達(dá)到澄清和完善η-l_0法的目的。(5)闡明排架結(jié)構(gòu)在承載能力極限狀態(tài)下表現(xiàn)出的材料非線(xiàn)性與幾何非線(xiàn)性特征。對(duì)兩跨排架結(jié)構(gòu)進(jìn)行非線(xiàn)性二階分析,對(duì)比彈性二階與非線(xiàn)性二階的分析結(jié)果,參考美國(guó)規(guī)范通過(guò)折減剛度考慮材料非線(xiàn)性的方法,以結(jié)構(gòu)整體二階效應(yīng)等效為前提條件,計(jì)算出合理的剛度折減系數(shù)α。(6)綜合分析34個(gè)具有代表性的兩跨排架結(jié)構(gòu)的剛度折減系數(shù)分布規(guī)律,提出具有工程實(shí)用性的剛度折減系數(shù)α=0.85的取值建議。最后將兩跨排架結(jié)構(gòu)剛度按建議值折減后求得的彈性二階分析結(jié)果與非線(xiàn)性二階分析結(jié)果對(duì)比,驗(yàn)證取值建議的合理性。
【關(guān)鍵詞】：排架結(jié)構(gòu) 二階效應(yīng)設(shè)計(jì)方法 等效長(zhǎng)度 剛度折減系數(shù)
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TU375
【目錄】：

• 摘要3-5
• abstract5-13
• 主要符號(hào)13-14
• 1 緒論14-24
• 1.1 二階效應(yīng)的基本概念和設(shè)計(jì)方法14-15
• 1.2 η-l_0法15-17
• 1.2.1 基本思路15-16
• 1.2.2 彎矩增大系數(shù)的表達(dá)式16-17
• 1.3 美國(guó)《ACI 318-14》規(guī)范有關(guān)二階效應(yīng)的準(zhǔn)則17-19
• 1.3.1 關(guān)于有支撐和無(wú)支撐的準(zhǔn)則18
• 1.3.2 關(guān)于忽略長(zhǎng)細(xì)效應(yīng)的準(zhǔn)則18
• 1.3.3 關(guān)于無(wú)側(cè)移結(jié)構(gòu)的彎矩增大法18-19
• 1.3.4 關(guān)于有側(cè)移結(jié)構(gòu)的彎矩增大法19
• 1.4 國(guó)內(nèi)外二階效應(yīng)的研究概況19-21
• 1.5 本論文的研究目的與內(nèi)容21-24
• 2 排架結(jié)構(gòu)二階效應(yīng)分析方法24-38
• 2.1 引言24
• 2.2 分析方法與軟件24-26
• 2.2.1 分析思路25
• 2.2.2 排架結(jié)構(gòu)等效長(zhǎng)度的計(jì)算公式25-26
• 2.2.3 分析軟件26
• 2.3 排架建模參數(shù)26-31
• 2.3.1 分析模型27
• 2.3.2 模型參數(shù)27-31
• 2.4 排架結(jié)構(gòu)的荷載31-34
• 2.5 最不利荷載組合的確定34-37
• 2.5.1 荷載組合34-35
• 2.5.2 內(nèi)力組合35-37
• 2.6 本章小結(jié)37-38
• 3 排架結(jié)構(gòu)二階效應(yīng)規(guī)律及其等效長(zhǎng)度38-90
• 3.1 引言38
• 3.2 算例參數(shù)及篩選38-44
• 3.2.1 算例編號(hào)38-39
• 3.2.2 選擇對(duì)比算例39-44
• 3.3 兩跨排架結(jié)構(gòu)邊柱上柱二階效應(yīng)規(guī)律44-56
• 3.3.1 計(jì)算結(jié)果44-47
• 3.3.2 跨度和吊車(chē)噸位的影響分析47-50
• 3.3.3 風(fēng)荷載的影響分析50-53
• 3.3.4 上下柱高比的影響分析53-56
• 3.4 兩跨排架結(jié)構(gòu)邊柱下柱二階效應(yīng)規(guī)律56-69
• 3.4.1 計(jì)算結(jié)果56-59
• 3.4.2 跨度和吊車(chē)噸位的影響分析59-62
• 3.4.3 風(fēng)荷載的影響分析62-65
• 3.4.4 上下柱高比的影響分析65-69
• 3.5 兩跨排架結(jié)構(gòu)中柱上柱二階效應(yīng)規(guī)律69-71
• 3.5.1 計(jì)算結(jié)果69-71
• 3.6 兩跨排架結(jié)構(gòu)中柱下柱二階效應(yīng)規(guī)律71-84
• 3.6.1 計(jì)算結(jié)果71-74
• 3.6.2 跨度和吊車(chē)噸位的影響分析74-77
• 3.6.3 風(fēng)荷載的影響分析77-80
• 3.6.4 上下柱高比的影響分析80-84
• 3.7 考慮工程實(shí)用性的等效長(zhǎng)度系數(shù)取值建議84-89
• 3.7.1 數(shù)據(jù)圖表84-88
• 3.7.2 取值建議88-89
• 3.8 本章小結(jié)89-90
• 4 對(duì)排架結(jié)構(gòu)剛度折減系數(shù)的研究90-106
• 4.1 引言90-91
• 4.2 排架結(jié)構(gòu)折減剛度的基本原理和分析程序91-95
• 4.2.1 幾何非線(xiàn)性和材料非線(xiàn)性91
• 4.2.2 排架結(jié)折減剛度的基本原理91-93
• 4.2.3 分析程序簡(jiǎn)介93-95
• 4.3 兩跨排架結(jié)構(gòu)剛度折減系數(shù)的分析過(guò)程95-98
• 4.3.1 有關(guān)荷載的分析方案95-96
• 4.3.2 分析過(guò)程關(guān)鍵點(diǎn)概述96-97
• 4.3.3 計(jì)算剛度折減系數(shù)的方法97-98
• 4.4 兩跨排架結(jié)構(gòu)剛度折減系數(shù)的取值建議98-105
• 4.4.1 計(jì)算結(jié)果與分析98-103
• 4.4.2 剛度折減系數(shù)取值建議103-104
• 4.4.3 驗(yàn)證建議值的合理性104-105
• 4.5 本章小結(jié)105-106
• 5 結(jié)論與展望106-108
• 5.1 主要結(jié)論106-107
• 5.2 后續(xù)工作的展望107-108
• 致謝108-110
• 參考文獻(xiàn)110-112

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本文編號(hào)：1106028