單質(zhì)點(diǎn)懸臂柱及門式剛架二階效應(yīng)試驗(yàn)及計(jì)算方法研究.pdf

1、豎向荷載在已變形的結(jié)構(gòu)或桿件中會(huì)產(chǎn)生附加作用效應(yīng)--P-△效應(yīng)和P-δ效應(yīng)。從國(guó)內(nèi)外二階效應(yīng)研究成果來(lái)看，對(duì)于靜力二階效應(yīng)的規(guī)律已有相當(dāng)程度的掌握，特別是對(duì)于靜力二階效應(yīng)已有比較系統(tǒng)可靠的可用于手算的簡(jiǎn)化計(jì)算方法，但是目前對(duì)于動(dòng)力二階效應(yīng)的研究成果較少，現(xiàn)有成果也主要是從理論方面對(duì)動(dòng)力二階效應(yīng)進(jìn)行討論，缺乏動(dòng)力二階效應(yīng)的試驗(yàn)研究；另外現(xiàn)有的面向計(jì)算機(jī)的考慮二階效應(yīng)的簡(jiǎn)化方法是否對(duì)于剪切型、彎曲型結(jié)構(gòu)都適合，以及是否能用于計(jì)算動(dòng)力二階效應(yīng)

2、還有待于進(jìn)一步的驗(yàn)證。本文針對(duì)單質(zhì)點(diǎn)結(jié)構(gòu)及門式剛架結(jié)構(gòu)的二階效應(yīng)圍繞試驗(yàn)和計(jì)算方法兩個(gè)方面進(jìn)行了一些研究，主要完成了以下工作：
　　 ①本文針對(duì)5組試件，完成了不考慮二階效應(yīng)和考慮二階效應(yīng)的靜力推覆試驗(yàn)、單獨(dú)水平地震作用和水平、豎向地震同時(shí)作用下的振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)；
　　 ②針對(duì)靜力推覆試驗(yàn)及振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)所得數(shù)據(jù)，進(jìn)行了相關(guān)的處理分析，并通過Opensees程序?qū)υ囼?yàn)進(jìn)行了數(shù)值模擬對(duì)比計(jì)算；
　　 ③推導(dǎo)及簡(jiǎn)要介紹了現(xiàn)有

3、計(jì)算機(jī)程序中所采用的基于剛度的考慮二階效應(yīng)的有限元方法，并針對(duì)彎曲型及剪切型變形結(jié)構(gòu)，以SAP2000為計(jì)算工具，設(shè)計(jì)算例進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算，并與理論計(jì)算值和柔度法計(jì)算值進(jìn)行了比較。
　　 通過以上工作，得到以下主要結(jié)論：
　　 ①通對(duì)靜力試驗(yàn)結(jié)果與Opensees程序數(shù)值模擬計(jì)算結(jié)果的對(duì)比分析可知，靜力試驗(yàn)的力-位移曲線與程序計(jì)算結(jié)果接近；
　　 ②通過對(duì)振動(dòng)臺(tái)動(dòng)力試驗(yàn)結(jié)果的分析處理，可以說(shuō)明通過白噪聲掃頻能得到較

4、為可靠的試驗(yàn)?zāi)Ｐ徒Y(jié)構(gòu)動(dòng)力特性以及本次試驗(yàn)中的數(shù)據(jù)采集基本可靠可用；
　　 ③通過對(duì)動(dòng)力試驗(yàn)結(jié)果與Opensees程序數(shù)值模擬計(jì)算結(jié)果的對(duì)比分析可知：
　　 1)按照理論方法對(duì)剛度進(jìn)行折減后按一階線性情況分析單質(zhì)點(diǎn)結(jié)構(gòu)及門式剛架動(dòng)力二階效應(yīng)這一簡(jiǎn)化計(jì)算方法對(duì)于動(dòng)力二階效應(yīng)是可行且滿足計(jì)算精度要求的：
　　 2)豎向地震作用不一定會(huì)增大結(jié)構(gòu)的響應(yīng)，其影響因素較為復(fù)雜，包括穩(wěn)定系數(shù)、結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性、水平和豎向地震波頻譜特

5、性等；
　　 3)當(dāng)結(jié)構(gòu)進(jìn)入彈塑性階段時(shí)，材料非線性和幾何非線性對(duì)結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)同時(shí)產(chǎn)生影響，這一影響不容忽略。
　　 ④SAP2000中計(jì)算幾何非線性的參數(shù)設(shè)置選項(xiàng)有兩種：P-△效應(yīng)(虛柱法)、P-△和大變形效應(yīng)(精確剛度法)，這是兩種不同的計(jì)算方法。在使用虛柱法時(shí)，只計(jì)入軸力對(duì)剛度的影響，將非線性問題進(jìn)行了線性化處理；而在使用精確剛度法進(jìn)行計(jì)算時(shí)，計(jì)入了側(cè)移對(duì)結(jié)構(gòu)剛度的影響，需要分步迭代進(jìn)行計(jì)算。
　　 ⑤通