组合框架的分析理论及其程序编制

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钢—混凝土组合梁由于具有其独特的优越性,近年来在多高层结构中的应用越来越广泛.由组合梁和钢柱组成的框架该文称之为组合框架.目前国内外的研究主要集中于框架中组合梁构件的受力性能,而对组合框架整体性能的分析较少.因此,该文主要对组合框架进行整体分析研究.在荷载作用下,组合框架梁的负弯矩作用区域混凝土板受拉退出工作,梁分成几个刚度区域.在对框架有限元分析时将根据刚度的不同将梁划分为几个较小的单元,而梁刚度突变分界点的位置受框架的形式、荷载的布置的影响,难以直接确定,该文采用反复迭代法确定刚度分界点的位置.在框架整体分析时该文考虑了梁端进入塑性阶段的情况,塑性分析时采用了塑性区法,该方法既可以考虑塑性沿截面高度发展引起的截面刚度折减,又可以考虑塑性沿杆长的发展,并推导得出单元塑性刚度矩阵.编制了组合框架整体分析程序,该程序通过反复迭代计算确定梁的刚度突变分界点位置,同时又能对梁进行塑性分析.通过算例及试验结果比较发现,程序具有较好的精确度,能够准确地分析框架杆件的内力,找出刚度突变分界点.用该文程序及SAP2000对相同的框架进行分析可以发现,考虑组合作用后,根据跨度的不同钢梁高度可以减小20%~30%,此时梁端仍处于弹性阶段,若允许梁端进入塑性,梁高还可以减小.采用该文的方法对组合框架进行分析,可以准确地计算框架杆件的内力,同时还能减小梁截面的高度,在工程实际应用中具有较高的应用价值.
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