高等钢结构 张其林.docx

高等钢结构原理杆系结构稳定理论学生作业系 （所）： 班 级： 学 号：姓 名： 培养层次：专业硕士2014年12月13日如图所示两层单跨钢结构框架，梁柱节点和柱脚视为刚接，跨度和层高自定，梁和柱均为等截面构件且可认为所有柱同一截面，所有梁同一截面。在梁柱节点处作用4个集中力，大小分别为P1，P2。变化两个参数P1/P2和梁柱线刚度比ib/ic，用有限元软件计算结构第一阶线性屈曲模态下（不引入初始缺陷和大变形计算）的理论荷载特征值问题）。由此反算两层柱子的长度系数m，与规范的计算长度系数对比，计算结果整理成表格。本算例中使用Q235钢，弹性模量取为210GPa，结构尺寸如图所示。柱截面采用热轧轻型工字钢，分别取为I50 梁截面采用热轧轻型工字钢，分别取为I20，I40，I60P2/P1分别取为0.2,0.6,1.0计算软件采用ansys图1.结构计算简图计算结果表1.长度系数计算结果表K=ib/icP2/P1m1m2m1m2特征值0.0230.21.9756.7452.0975.1360.17156E+080.62.4714.0360.92610E+071.02.6903.8040.62541E+070.2410.21.6322.3441.4393.5240.36428E+080.61.5632.5530.23147E+081.01.6562.3410.16508E+080.960.21.3071.4811.1602.8410.56061E+080.61.1851.9350.40264E+081.01.211.7110.30914E+08说明：1）K为梁柱线刚度之比，根据所选的截面算得 2）m1，m2分别表示第一层柱，第二层柱的理论计算长度，根据有侧移框架公式计算得到 3） m1， m2分别表示基于有限元法算得的第一层柱，第二层柱的计算长度。结论:1) 公式算得计算与有限法计算得到有较大偏差，主要表现为P2/P1变化时公式计算值为定值，而有限元法则是变化的。2) 随着梁柱线刚度比值K的增大，计算长度减小。有限元计算和公式法都有这样的规律。当梁截面取为I40，柱截面为I50，P2/P1为0.2时，ansys命令流如下所示，其中红色标记的为当K=ib/ic，P2/P1变化时，所需更改的地方。FINISH/CLEAR/PREP7K,1,0,0$K,2,6,0$K,3,0,3$K,4,6,3$K,5,0,6$K,6,6,6L,1,3$L,3,5$L,2,4$L,4,6$L,3,4$L,5,6!柱R,1,9.784E-3,3.9295E-4 !梁 R,2, 7.144E-3,1.8932E-4 E=2.1E11ET,1,BEAM3MP,EX,1,EMP,PRXY,1,0.3 LSEL,S,1,4LATT,1,1,1LSEL,S,5,6LATT,1,2,1LSEL,S,1,6DK,1,ALLDK,2,ALLLESIZE,ALL,20LMESH,ALLFINISH/SOLU !P2FK,5,FY,-0.2 FK,6,FY,-0.2!P1FK,3,FY,-1FK,4,FY,-1 PSTRES,ON SOLVEFINISH/SOLU ANTYPE,BUCKLEBUCO