1第三部分第三部分高等分析高等分析工程结构设计原理钢结构部分第三部分高等分析2第三部分第三部分高等分析高等分析框架结构的内力分析框架的强度计算用一阶分析方法（即根据未变形的结构建立平衡条件，不考虑结构位移对内力产生的影响）来分析框架内力，一般可获得足够精确的结果。在研究框架的稳定问题时，必然要涉及框架结构的位移和位移对内力产生的影响，即二阶效应。在位移后的结构上建立平衡条件即可计入二阶效应，该分析即为二阶分析。对待框架结构的稳定问题，原则上都应该用二阶分析，但由于过去的计算手段不先进，只能用一阶分析加计算长度来处理（近似方法）。当竖向荷载或侧移较大时，误差就较大。3第三部分第三部分高等分析高等分析03规范规定“对的框架结构宜采用二阶弹性分析”但在进行二阶分析的过程中，结构构件仍被假定为无缺陷的理想杆件。所以，为求得真实的结构内力，尚需考虑存在于结构中的各种缺陷，如框架柱的安装误差、初弯曲和残余应力等。这些缺陷可以综合起来由附加的假想水平力（亦称概念荷载）统一体现。故规范规定在采用二阶分析时，“应在每层柱顶附加考虑由规范公式计算的假想水平力”。0.1NuHh⋅∆∑⋅∑>niHyis10.2+250niQHnα=4第三部分第三部分高等分析高等分析当柱顶有安装偏差即初始侧移时，存在倾覆力矩（a），它可由柱顶水平力来代替（b），此力就具有假想荷载性质。然而构件还有初弯曲（c）需要计入。因此假想荷载应在安装偏差的基础上加以放大。构件的初始弯曲不能仅仅考虑制造偏差，还需同时计入残余应力的影响。内力分析可用二阶弹性分析方法，验算柱在框架平面内稳定时计算长度取其几何长度，不需要乘以系数。设计的最终结果应和精细的二阶塑性分析的承载力相当。H=P(b)(c)(a)Δ0δψΔ00Ph0/HPhPψ=⋅∆=5第三部分第三部分高等分析高等分析无支撑纯框架采用二阶弹性分析的近似计算方法无支撑纯框架的二阶弹性分析，可近似地由一阶分析加放大侧移弯矩代替。Hq3H+H'ΔU(b)(c)(a)q2q1q3q2q13n3H+H2n2H+H1n1H+H3n3H+H2n2H+H1n13H'2H'1H'3H'2H'13ΔU2ΔU1121bisMMMα=+C211iNuHhα∆=−∑∑6第三部分第三部分高等分析高等分析1.1.一阶弹性分析一阶弹性分析2.2.二阶弹性分析二阶弹性分析3.3.高等分析高等分析4.4.相关软件相关软件内容提要内容提要结构分析方法结构分析方法7第三部分第三部分高等分析高等分析1.1.一阶弹性分析一阶弹性分析（几何线性）（几何线性）1.1.一阶弹性分析一阶弹性分析不考虑结构二阶效应对结构的影响，根据未变形的结构建立平衡条件，按弹性阶段分析结构内力及位移。first-orderlinearelasticanalysis8第三部分第三部分高等分析高等分析1.1.一阶弹性分析一阶弹性分析1.1.一阶弹性分析一阶弹性分析按结构变位前的轴线建立结构按结构变位前的轴线建立结构变形与荷载之间的平衡关系；变形与荷载之间的平衡关系；lHM⋅=9第三部分第三部分高等分析高等分析1.1.一阶弹性分析一阶弹性分析1.1.一阶弹性分析一阶弹性分析基本原则结构一阶弹性分析不考虑几何非线性和材料非线性的影响。P-Δ、P-δ结构和构件的缺陷以及材料的塑性行为对结构的影响在构件设计阶段通过计算长度法进行考虑。10第三部分第三部分高等分析高等分析1.1.一阶弹性分析一阶弹性分析1.1.一阶弹性分析一阶弹性分析Non-swayframesSwayframesSwayultra-sensitiveframes11第三部分第三部分高等分析高等分析1.1.一阶弹性分析一阶弹性分析1.1.一阶弹性分析一阶弹性分析0.1NuHh⋅∆∑⋅∑>12第三部分第三部分高等分析高等分析1.1.一阶弹性分析一阶弹性分析1.1.一阶弹性分析一阶弹性分析弯矩放大系数弯矩放大系数有侧移框架需考虑弯矩放大�现行《钢结构设计规范》（GB50017-2003）13第三部分第三部分高等分析高等分析1.1.一阶弹性分析一阶弹性分析1.1.一阶弹性分析一阶弹性分析弯矩设计值弯矩设计值有侧移框架需考虑弯矩放大�美国规范(AISC)Specificationforstructuralsteelbuildings:2005轴力设计值轴力设计值14第三部分第三部分高等分析高等分析1.1.一阶弹性分析一阶弹性分析1.1.一阶弹性分析一阶弹性分析15第三部分第三部分高等分析高等分析1.1.一...
