新钢规结构分析和稳定性设计简介

根据规范确定设计 工况
确定整体初始几何 缺陷模式
确定整体初始几何 缺陷Δ0
可按最低阶整 体屈曲模态采
用
非线性求解
进行二阶P-Δ分析
稳定性计算时 计算长度系数
可取为1
构件承载力校核
直接分析设计法
• 直接分析设计法指直接考虑对结构稳定性和强度 性能有显著影响的初始几何缺陷、残余应力、材 料非线性、节点连接刚度等因素，以整个结构体 系为对象进行二阶非线性分析的设计方法。直接
率 3 没有塑性铰 的部位，输出
应力比
验证合理性结束
是
增加塑性铰
不满足
构件承载力校 核
满足
判断是否到达 设计荷载
梁柱构件的整 体稳定需单独
考虑
否 下一荷载步
适合采用直接分析
• 以整体受拉压为主的结构，如张拉体系、 各种单层网壳等
• 一些特殊荷载下的结构分析，比如连续倒 塌分析、抗火分析等
• 各种计算长度无法确定的结构或构件
根据规范确定设计 工况
可按最低阶整 体屈曲模态采
用
确定整体初始几何 缺陷模式
当受压构件所 受轴力大于 0.5Af时，其弯 曲刚度折减系
数取0.8
确定整体初始几何 缺陷Δ0
确定构件初始缺陷δ0
进行二阶P-Δ-δ分 析,荷载以加载步的 方式施加，迭代收
敛
1 荷载标准组 合的效应设计 值作用下的挠
度和侧移 2 塑性铰的曲
谢谢各位！ 敬请批评指正！
分析也称为P-Δ-δ分析。
二阶P-Δ-δ弹性设计
二阶P-Δ-δ弹性设 计
根据规范确定设计 工况
确定整体初始几何 缺陷模式
确定整体初始几何 缺陷Δ0
可按最低阶整 体屈曲模态采
用
来自百度文库
确定构件初始缺陷δ0
非线性求解
进行二阶P-Δ-δ分 析
无需进行受压稳 定承载力验算
构件承载力校核
二阶P-Δ-δ弹塑性设计
二阶P-Δ-δ弹塑性 设计
直接分析算例介绍
• 单层网壳 • 发电厂
基本假设及设计要求
• 采用极限状态法设计，同时考虑承载力极限状态和正常使 用极限状态。
• 采用二阶弹性分析，以第一塑性铰的出现为设计准则，不 允许出现多个塑性铰。二阶弹性分析同时考虑了P-Δ 和 P-这两种效应，并考虑了结构整体和构件局部的初始缺 陷。
• 正常使用极限状态时，各构件的位移限值。 • 构件之间的连接假定。
新版《钢结构设计规范》 结构分析与稳定性设计简介
钢结构稳定
• 结构整体稳定 • 构件稳定 • 板件稳定
一般钢结构稳定设计方法
结构线性分析
简化理想单根构件 模型非线性分析
输出构件内力
稳定性设计
采用 计算长度法
通过试验及分析结 果拟合的简化公式
纳入设计规范
单根构件承载力校 核（稳定性设计采
用计算长度法）
否
θⅡ≤0.1
是
选择计算方法
一阶弹性分析
否
采用二阶弹性分析 或直接分析
一阶分析：不考虑变形对 外力效应的影响
二阶弹性P-Δ分析和设计
• 二阶弹性P-Δ分析：
考虑几何非线性对结构和变形产生的影响，根 据位移后的结构建立平衡条件，按弹性阶段分 析结构内力和位移。
二阶弹性P-Δ分析和设计流程
二阶P-Δ弹性设计
计算长度法特点
• 和计算长度相关 端部支承条件 荷载在结构上的作用
• 计算长度法只是在特定条件下才能给出准 确的结果
• 不适用网壳类空间结构
按《钢规》内力分析设计流程
根据结构二阶效应 系数θⅡ选择设计
方法
增大结构的侧移刚 度
是
θⅡ>0.25
二阶效应系数θⅡ：
荷载设计值与整体结构最 低阶弹性临界荷载的比值