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传统的钢框架结构设计方法分为两个步骤:首先进行结构一阶弹性分析,求出一阶内力和位移,然后采用计算长度系数对单个构件进行承载力极限状态设计,其缺点是按该方法设计的结构整体承载力不明确,结构体系及构件的可靠度水平不明确。为克服上述不足,现行钢结构设计规范对平面钢框架结构提出了二阶弹性分析的简化方法,但对于空间钢框架结构二阶分析还没有相应的规定。因此对空间钢框架结构进行整体二阶分析的研究是必要的。 本文在广泛分析研究国内外现行空间钢框架结构二阶分析理论的基础上,对空间钢框架结构采用非线性连续介质力学有限变形理论和内力屈服面塑性流动理论,并考虑轴力、剪力、弯矩、扭矩以及剪切变形的影响,进行了弹塑性大变形全过程分析及极限承载力分析。同时还考虑了主弯曲、非对称水平荷载等因素的影响。 本文根据现行钢结构设计规范关于平面钢框架结构二阶弹性分析的方法,提出了空间钢框架结构二阶弹性分析的简化方法,并与精确的二阶弹性分析结果进行了比较和误差分析,在算例中,考虑了单跨单层框架、单跨双层框架、单跨三层框架,并且对每种框架采用了单向对称荷载、单向非对称荷载、双向对称荷载三种不同的荷载工况。通过算例分析得知本文所提出的空间钢框架结构二阶弹性分析的简化方法,不仅可以用来进行主受力方向的二阶弯矩、剪力和二阶轴力的计算,还可以用来进行多层框架的水平位移计算,并且计算精度较高,可供工程设计人员参考使用。