基于敏感性分析的高层钢结构关键构件识别研究

发布时间：2017-08-07 04:09

  本文关键词：基于敏感性分析的高层钢结构关键构件识别研究

  更多相关文章： 钢结构 连续倒塌 敏感性 关键构件 支撑

【摘要】：随着我国工业化的快速发展,钢结构建筑被大量建造,其保有量在迅速的增加。关于钢结构倒塌的研究越来越多,为了防止结构连续倒塌,识别关键构件尤为重要。本文以7层钢框架为模型,基于敏感性系数通过有限元软件ANSYS来识别关键构件,并比较了无支撑钢框架和有支撑钢框架之间的区别。本文的主要的分析内容有:(1)对底层的角柱、边柱、中柱进行非线性静力分析,得出每根构件的敏感性系数。(2)对标准层的角柱、边柱、中柱、主梁进行有限元分析,得出每根构件的敏感性系数。(3)对顶层的角柱、边柱、中柱、主梁进行敏感性分析,得出各根构件的敏感性系数。(4)通过各构件的敏感性系数大小,确定结构的关键构件。(5)比较无支撑框架和有支撑框架之间的不同点。论文研究的主要成果如下:(1)分析钢框架底层结构时得到:角柱的敏感性大于边柱的敏感性,长边方向边柱的敏感性大于短边方向边柱的敏感性,边柱的敏感性大于中柱的敏感性。(2)分析钢框架标准层结构时得到:角柱的敏感性大于边柱的敏感性,长边方向边柱的敏感性大于短边方向边柱的敏感性,边柱的敏感性大于中柱的敏感性,当长边方向有次梁时,短边方向梁的敏感性大于长边方向梁的敏感性,但相差不大。(3)分析钢框架顶层结构时得到:角柱的敏感性大于边柱的敏感性,长边方向边柱的敏感性大于短边方向边柱的敏感性,边柱的敏感性大于中柱的敏感性,当长边方向有次梁时,短边方向梁的敏感性大于长边方向梁的敏感性,但相差不大。(4)通过对底层、标准层、顶层各构件的分析得到柱的敏感性远大于主梁的敏感性。随着高度的增加,相同位置柱的敏感性在减小。随着高度的增加,相同位置梁的敏感性变化不大。(5)根据敏感性的大小,我们将敏感性分为两个等级:一级和二级,其中一级比二级重要。则柱为敏感性等级为一级,梁的敏感性等级为二级。我们可以认为敏感性大的构件为关键构件,即柱为关键构件,尤其是角柱,各层中角柱的敏感性最大,所以在设计中要加强角柱的的保护。(6)当对框架增加支撑时,相同位置柱的变形减小了,从而相应位置柱的敏感性也降低了;当对框架增加支撑时,相同位置主梁的变形基本维持不变,其相应位置主梁的敏感性也基本没有变化;增加支撑使得柱的敏感性降低了,因为柱为关键构件,所以关键构件的敏感性降低了;增加支撑可以提高结构的整体稳定性。
【关键词】：钢结构 连续倒塌 敏感性 关键构件 支撑
【学位授予单位】：安徽建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU973.13;TU317
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-16
• 第一章 绪论16-24
• 1.1 引言16-19
• 1.2 选题意义与目的19
• 1.2.1 选题意义19
• 1.2.2 目的19
• 1.3 国内外研究现状19-23
• 1.3.1 抗倒塌设计规范19-20
• 1.3.2 连续倒塌的研究现状20-21
• 1.3.3 关于敏感性和关键构件的研究现状21-23
• 1.4 论文的主要内容23
• 1.5 本章小结23-24
• 第二章 关于倒塌的有关理论研究及软件介绍24-32
• 2.1 冗余度24-26
• 2.2 鲁棒性26-28
• 2.3 敏感性28-30
• 2.3.1 正交法28-29
• 2.3.2 Monte Carlo法29
• 2.3.3 拆除构件法29-30
• 2.3.4 每次一因子法30
• 2.4 关键构件30
• 2.5 ANSYS的介绍30-31
• 2.6 本章小结31-32
• 第三章 基于敏感性分析的无支撑钢框架关键构件识别研究32-71
• 3.1 拆除构件法计算敏感性系数32-34
• 3.1.1 模拟的全过程方法32
• 3.1.2 有限元模型分析32-34
• 3.2 底层构件的敏感性系数分析34-42
• 3.2.1 拆除底层构件GZ1的敏感性系数分析34-36
• 3.2.2 拆除底层构件GZ2的敏感性系数分析36-38
• 3.2.3 拆除底层构件GZ3的敏感性系数分析38-40
• 3.2.4 拆除底层构件GZ4的敏感性系数分析40-42
• 3.3 第四层（标准层）构件的敏感性系数分析42-58
• 3.3.1 拆除标准层构件GZ1的敏感性系数分析42-44
• 3.3.2 拆除标准层构件GZ2的敏感性系数分析44-46
• 3.3.3 拆除标准层构件GZ3的敏感性系数分析46-48
• 3.3.4 拆除标准层构件GZ4的敏感性系数分析48-50
• 3.3.5 拆除标准层构件GL1的敏感性系数分析50-52
• 3.3.6 拆除标准层构件GL2的敏感性系数分析52-54
• 3.3.7 拆除标准层构件GL3的敏感性系数分析54-56
• 3.3.8 拆除标准层构件GL4的敏感性系数分析56-58
• 3.4 顶层构件的敏感性系数分析58-70
• 3.4.1 拆除顶层构件GZ1的敏感性系数分析58-59
• 3.4.2 拆除顶层构件GZ2的敏感性系数分析59-61
• 3.4.3 拆除顶层构件GZ3的敏感性系数分析61-62
• 3.4.4 拆除顶层构件GZ4的敏感性系数分析62-64
• 3.4.5 拆除顶层构件GL1的敏感性系数分析64-65
• 3.4.6 拆除顶层构件GL2的敏感性系数分析65-67
• 3.4.7 拆除顶层杆件GL3的敏感性系数分析67-68
• 3.4.8 拆除顶层构件GL4的敏感性系数分析68-70
• 3.5 本章小结70-71
• 第四章 基于敏感性分析的有支撑钢框架关键构件识别研究71-94
• 4.1 有限元模型分析71-72
• 4.2 底层构件的敏感性分析72-76
• 4.2.1 拆除底层构件GZ1的敏感性系数分析72-73
• 4.2.2 拆除底层构件GZ2的敏感性系数分析73-74
• 4.2.3 拆除底层构件GZ3的敏感性系数分析74-75
• 4.2.4 拆除底层构件GZ4的敏感性系数分析75-76
• 4.3 第四层（标准层）构件的敏感性系数分析76-84
• 4.3.1 拆除标准层构件GZ1的敏感性系数分析76-77
• 4.3.2 拆除标准层构件GZ2的敏感性系数分析77-78
• 4.3.3 拆除标准层构件GZ3的敏感性系数分析78-79
• 4.3.4 拆除标准层构件GZ4的敏感性系数分析79-80
• 4.3.5 拆除标准层构件GL1的敏感性系数分析80-81
• 4.3.6 拆除标准层构件GL2的敏感性系数分析81-82
• 4.3.7 拆除标准层构件GL3的敏感性系数分析82-83
• 4.3.8 拆除标准层构件GL4的敏感性系数分析83-84
• 4.4 顶层构件的敏感性系数分析84-92
• 4.4.1 拆除顶层构件GZ1的敏感性系数分析84-85
• 4.4.2 拆除顶层构件GZ2的敏感性系数分析85-86
• 4.4.3 拆除顶层构件GZ3的敏感性系数分析86-87
• 4.4.4 拆除顶层构件GZ4的敏感性系数分析87-88
• 4.4.5 拆除顶层构件GL1的敏感性系数分析88-89
• 4.4.6 拆除顶层构件GL2的敏感性系数分析89-90
• 4.4.7 拆除顶层杆件GL3的敏感性系数分析90-91
• 4.4.8 拆除顶层构件GL4的敏感性系数分析91-92
• 4.5 有支撑框架和无支撑框架之间的对比92
• 4.6 本章小结92-94
• 第五章 结论与展望94-96
• 5.1 本文的主要结论94-95
• 5.2 对未来研究关键构件的展望95-96
• 参考文献96-99
• 致谢99-100
• 作者简介及读研期间主要研究成果100

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本文编号：632755