直接分析法在抗震设计中的运用

直接分析法因在分析过程中考虑二阶效应、结构整体和构件初始缺陷、材料弹塑性、节点连接刚性等对结构响应有影响的因素,使得分析和设计不再分离,从而在本质上解决了传统计算长度法在结构稳定性设计中的问题。该方法在众多规范中受到推崇,包括最新的钢结构标准（GB 50017-2017）。直接分析法生而具有的开放性,也使得它可以应用在结构分析和设计的各个阶段,实现各种性能目标。为满足直接分析法的要求,该文推导了基于力法的可直接考虑构件几何初始缺陷和残余应力的高性能梁柱单元。该单元还可考虑构件的弹塑性发展,具有很高的精度,一构件一单元即可适用于常见结构。该文探讨了直接分析法在抗震设计中的运用,提出基本分析框架,并指出分析中应注意的问题。     

直接分析法中的二阶弹塑性分析

直接分析设计法,是一种通过在数值模型上更加精确地表征结构真实形态,采用非线性分析来获取结构的响应,不需要计算长度法进行构件受压稳定承载力验算的先进方法。该方法对数值计算提出了更高的要求,需要考虑几何非线性和材料非线性。因此,亟需针对直接分析设计法相关的基础理论展开研究。本文主要探讨适用于直接分析法的二阶弹塑性分析,介绍了一种基于柔度法的高性能梁柱单元(FBMI)。该单元采用力的平衡关系作为形函数,具有较高的精度。同时,该单元不仅能考虑轴力和弯矩的相互作用,且在单元推导过程中直接使用函数表征构件的几何初始缺陷,满足规范的相关要求。运用基于纤维截面技术的塑性区法,能够显式地考虑钢构件残余应力的影响,较为精细地模拟构件沿截面方向和沿构件方向的屈服过程。