超大跨度门式刚架斜梁塑性设计

第29卷第1期2 0 1 7年2月沈阳大学学报（自然科学版）

Journal of Shenyang University(Natural Science)

Vol.29,No. 1

Feb. 2 0 17

文章编号：2095-5456(2017)01-0071-07

超大跨度门式刚架斜梁塑性设计

姜继红，梁汇溪，李贞

(沈阳大学建筑工程学院，辽宁沈阳1 10044

摘 要：结合超大跨度门式刚架工程实际，利用P K P M软件对钢结构超大跨度门式刚架斜梁进行弹塑性设计和塑性设计，数值分析模拟得出截面几何特性是确定截面塑性的重要参数.

关键词：钢结构；超大跨度门式刚架；斜梁；塑性分析

中图分类号：T U393. 3 文献标志码：八

目前，我国钢产量逐年提高，而钢材价格较前些年也有明显下降，钢结构的应用形式在不断的改革创新，近几年钢结构成为了我国新兴的热门结构形式.钢结构由于自身的诸多优点，已经成为我国土木行业里最具发展潜力的结构类型.钢结构的设计方法有弹塑性设计法和塑性设计法两种.弹塑性设计法普遍认为应力到达弹性极限，在进人到塑性变形阶段时，材料即将发生破坏，此时结构已经失效，所以弹塑性设计法往往是控制最大内力截面上的最大应力不超过材料的强度设计值.实际上，当结构局部材料进人塑性变形阶段的时候，应力就会出现重分布，使应力分布更为均匀，从而提高结构的承载能力.通过以上理论证明，以塑性理论为基础的设计相比较于弹塑性设计更为经济，更加发挥了材料的潜力[1].因此，钢结构的塑性设计研究就变得十分重要.

1塑性理论分析概述

11塑性理论概念

结构的塑性设计就是考虑一定数目的截面形成了塑性铰，使结构整体或局部变为机构从而导致破坏，以此作为承载力极限状态进行设计.首先要确定结构破坏时，结构所能承担的载荷极限载荷[2]，然后通过载荷系数的换算计算得出容许载荷作为结构设计依据.要想确定极限载荷，则必须考虑材料塑性变形，进行结构的塑性分析.

12塑性理论分析的特点

塑性理论分析主要具有以下特点：

(1)结构物经常遇到难以预测的由于沉陷制造等因素所造成的大应力.塑性设计更为贴近

结构的实际情况，能更准确表现出结构的真实承

载力.

(2)相比于弹塑性设计分析，塑性设计的构分析更为简便，这一优势在超静定次数越多时，

就越有明显的体现，因此设计者不仅可以通过准

确的估计结构物承受最大载重，而且能够极大的

缩短设计时间.

(3)塑性设计可以节约钢材用量，在通常况下相比弹塑性设计耗钢量，塑性设计可节约用

钢量 10%?20%[1].

13塑性理论分析应用条件

现行《钢结构设计规范》G B5001 7—2003在

塑性设计中明确规定，塑性设计适用于不直接承

受动力载荷的固端梁、连续梁以及由实腹式构件

组成的单层和两层框架结构[3].在对规范的进一

步学习和研读过程后，对于塑性设计的应用条件

作出以下总结：

(1)构件的局部失稳在结构达到塑性重分布

之前坚决不允许发生，虽在局部失稳后仍有些强

度可利用，但承载力达不到截面完全塑性时的强

度，容易导致塑性发展进程中承载力的衰退.

()整体失稳不能在结构形成机构前发生，

理论数据分析得出，整体失稳将直接导致承载力

的下降.

()不能够采用格构式构件，因为此构件在

边缘屈服后向腹部发生塑性的余地很少，难以完

收稿日期：2016 09 28

作者简介：姜继红（963 )女，辽宁沈阳人，沈阳大学教授.