毕业设计英文翻译
19页1、毕业设计英文翻译使用高级分析法的钢框架创新设计1. 导言在美国,钢结构设计方法包括允许应力设计法,塑性设 计法和荷载阻力系数设计法。在允许应力设计中,应力计算 基于一阶弹性分析,而几何非线性影响则隐含在细部设计方 程中。在塑性设计中,结构分析中使用的是一阶塑性铰分析。 塑性设计使整个结构体系的弹性力重新分配。尽管几何非线 性和逐步高产效应并不在塑性设计之中,但它们近似细部设 计方程。在荷载和阻力系数设计中,含放大系数的一阶弹性 分析或单纯的二阶弹性分析被用于几何非线性分析,而梁柱 的极限强度隐藏在互动设计方程。所有三个设计方法需要独 立进行检查,包括系数 K计算。在下面,对荷载抗力系数设 计法的特点进行了简要介绍。结构系统内的内力及稳定性和它的构件是相关的,但目 前美国钢结构协会(AISC)的荷载抗力系数规范把这种分开 来处理的。在目前的实际应用中,结构体系和它构件的相互 影响反映在有效长度这一因素上。这一点在社会科学研究技 术备忘录第五录摘录中有描述。尽管结构最大内力和构件最大内力是相互依存的(但不 一定共存),应当承认,严格考虑这种相互依存关系,很多结构是不实际的。与此同时,众所周
2、知当遇到复杂框架设计 中试图在柱设计时自动弥补整个结构的不稳定(例如通过调 整柱的有效长度)是很困难的。因此,社会科学研究委员会 建议在实际设计中,这两方面应单独考虑单独构件的稳定性 和结构的基础及结构整体稳定性。图28.1就是这种方法的间接分析和设计方法。在目前的美国钢结构协会荷载抗力系数规范中,分析结 构体系的方法是一阶弹性分析或二阶弹性分析。在使用一阶 弹性分析时,考虑到二阶效果,一阶力矩都是由B1,B2系数放大。在规范中,所有细部都是从结构体系中独立出来,他 们通过细部内力曲线和规范给出的那些隐含二阶效应,非弹 性,残余应力和挠度的相互作用设计的。理论解答和实验性 数据的拟合曲线得到了柱曲线和梁曲线,同时Kanchanalai发现的所谓“精确”塑性区解决方案的拟合曲线确定了梁柱 相互作用方程。为了证明单个细部内力对整个结构体系的影响,使用了 有效长度系数,如图28.2所示。有效长度方法为框架结构提供了一个良好的设计。然而,有效长度方法的使用存在着一些困难,如下所述:1、有效长度的方法不能准确核算的结构系统及其细部 之间的互相影响。这是因为在一个大的结构体系中的相互作 用太复杂不
3、能简单地用有效长度系数K代表。因此,这种方 法不能准确地测算框架单元实际需要的强度。2、有效长度的方法无法获取结构体系中内力非弹性再 分配,因为带有 B1、B2系数的一阶弹性分析只证明二阶影 响,但不是非弹性内力再分配。有效长度的方法只是保守的 估计了最终承载大型结构体系的能力。3、有效长度方法无法测算的结构体系受负荷载下的失 效模式。这是因为荷载抗力系数相互作用方程不提供在任何 负载下结构体系的失效模式的信息。4、有效长度的方法与计算机程序不兼容。5、 有效长度的方法在涉及系数K的单独构件能力检测时需要耗费比较长的时间。随着电脑技术的发展,细部结构的稳定性和整体结构的稳定性这两个方面,可以通过结构的最大强度测定来被严格对待。图28.1就是这种方法的间接分析和设计方法。直接设计方法的发展被称为高级分析, 或者更具体地说,二阶弹性分析框架设计。用这种直接的方 式,无须计算有效长度系数,因为不需要规范方程包含的单 独构件能力检测。凭借目前现有的计算技术,直接使用高级 分析法技术框架设计是可行的。这种方法过去在办公室设计 使用时一直被认为是不切实际的。本章的目的是提出一个切 实可行的,直接的
4、钢框架设计方法,使用高级分析法产生跟 荷载抗力系数法的相同的结果。利用高级设计分析的优点概述如下:1、高级分析法是结构工程师进行钢结构设计的另一个 工具,它的通过不是强制性的,而是为设计人员提供灵活的 选择。2、高级分析法直接获取了整个结构体系和细部结构极 限状态的强度和稳定性,这样就不需要规范方程包含的单独 构件能力检测。3、相比荷载阻力系数设计法和允许应力设计法,高级 分析法通过直接弹性二阶分析提供了更多结构性能的信息。4、高级分析法解决了常规荷载阻力系数设计法中由于 不兼容弹性全球分析和单元极限状态设计的困难。5、高级分析法与计算机程序兼容性良好,但荷载阻力 系数设计法和允许应力设计法则无法与计算机程序兼容,因为它们在过程中都需要 有对系数K的单独构件能力检测的计算。6、高级分析法可以得到整个结构体系弹性内力再分配 的结果,并且节约高度不确定的钢框架的材料。7、过去在设计室使用高级分析法被认为不切实际,而 现在则是可行的,因为个人电脑和工程工作站的能力正在迅 速提高。8、通过高级分析法测定的各项数据都接近了荷载抗力 系数法测定的那些数据,因为高级分析法对荷载抗力系数法 的柱曲线和
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