有发展出能够准确全面地描述空间钢框架的所有破坏模式、简单高效的高等分析方法。

 

　　

 空间问题与平面问题相比主要有以下一些难点：(1)单元自由度增加八个，计算代价大

大增加；

(2)空间轴弯扭耦合效应非常复杂，很难精确考虑； (3)结构发生空间有限变形(转

动

)时，不易保证结点的几何连续性；(4)约束扭转和翘曲 

　　约束条件难以准确模拟；

(5)空间塑性的模拟比平面情况复杂等。 

　　

2．3 实例分析 

　　

 如图 2 所示单跨三层钢框架，材料 Q235，所有构件均采用热轧 HM294 x 200 x 8 x 1 

2。结构顶部作用竖向集中荷载 P 和一对大小为 0.5 %P 的水平名义荷载。下面采用了高等分
析设计方法进行分析。

 

　 　

  运 用 NIDA  -  NAF 分 析计 算， 考虑 P  -  δ 和 P  -  A 效应 ，得 到结 构的 极限 荷载 为

1150kN，此时杆件

①的最大应力为 214.8MPa，顶点侧移达到 12.74mm，杆件①上端出现第

一个塑性铰；随着荷载的增加，杆端塑性铰依次以图示

a、b、c、d、e、f 的顺序出现。从荷载--

位移曲线看出，结构在外加荷载较大时已经呈现出明显的非线性。由此可知，对结构采用整
体非线性分析可以准确地把握结构在各个荷载水平下的结构反应和各构件的应力状况，全
面了解结构的塑性铰出现的先后顺序和分布情况。在多种荷载工况下，结构的整体非线性分
析更显示出计算准确、方便的优越性。

 

　　结语

 

　　

 然而，现行分析和设计方法存在不少缺陷。随着有限单元方法和计算机技术的发展，

高等分析和设计将逐渐成为未来主要的结构分析和设计方法。这就需要我们的努力，加强高
等分析在结构设计中的应用研究。

 

　　参考文献

 

　　

[1]刘永平，张耀春．《钢框架高等分析研究综述》．哈尔滨工业大学学报，2005 年 9 月

第

37 卷第 9 卷 

　　

[2]舒兴平．《高等钢结构分析与设计》．北京：科学出版社，2006 

　　

[3]王连坤，郝际平，李文岭，陈红英，石晶，张俊峰．《钢结构高等分析理论研究综

述》．钢结构。

2004 增刊