单层刚架塑性设计的一般步骤
点击量： 发表时间：2017-03-13 10:12:24对一个给定荷载条件的单层刚架，可按以下步骤进行设计：
(1)确定控制结构设计的各种荷载组合并计算出组合后的荷载值。在确定荷载数值之后，一般可采用同一组合中的各个荷载（如屋顶均布荷载qr，墙面均布荷载qw，柱顶集中荷载F。）之间比例关系的表达方式（如q，=醴尸/B，qw =pP/H，F。= yP，这里B、H分别是梁跨、柱高，口、p、y是定值比例因子，尸荷载参数），并称为比例加载。由于塑性设计基于钢构件的一部分已进入塑性的状态，结构整体已失去了线弹性力学叠加原理适用范围所限定的条件。因此，能再采用按单种荷载计算内力后再用组合系数将其叠加起来的方法。
（2)设定各杆件极限状态时截面承载力（主要是极限弯矩）之间的比例关系。这种比例关系，一般根据经验和以往工程实例设定，并考虑整体稳定和局部稳定的要求，计算后可以进一步调整。需要注意的是，对刚架梁截面极限承载力p是Mp，对刚架柱，当轴力较大时则要考虑轴力对极限弯矩的影响，由于工程设计构件使用的截面，其Mpc (N)是较复杂的表达式，故常采用简化方法予以处理。对双轴对称工字形截面柱，绕强轴弯曲时。
(3)对刚架进行极限分析。极限分析原理和具体计算方法可以参考有关结构力学或结构塑性分析的教科书。刚架通常用机构法进行分析。由极限分析可以求出结构的内力分布。
(4)设计和校核。工程设计时，在选择截面形式的同时，也会预先设定截面的尺寸。所以在机构分析中假定出现塑性铰的截面，内力可能并未达到截面的极限承载力。这种情况下，应对截面进行调整后，重新设计。最终选定的杆件截面，应在到达极限强度之前保证整体稳定和局部稳定。
(5)节点设计。塑性设计利用钢材的塑性发展，使杆件中的内力重分布，同时所有塑性变形应限制在杆件中。为此节点设计时需保证节点弹性范围内的强度高于所连杆件的极限强度。