[00349419]杆系钢结构高等分析设计计算的关键技术及其工程应用

该研究项目历时二十年，在国家自然科学基金、国家标准《钢结构设计规范》等课题、教育部优秀青年教师资助计划、清华大学基础研究基金、湖南省自然科学基金、湖南省重点工程课题及湖南省建委基金等项目的资助下，所取得的主要研究成果如下：(1)研究了杆系钢框架的二阶分析精确计算方法和高等分析屈服面塑性铰模型，解决了杆系钢框架考虑二阶效应设计的关键技术难题；给出了杆系钢结构二阶侧移计算的简化方法和二阶侧移限值的合理取值。(2)通过对水平加强层、遇合法则、纵向变刚度等因素对多高层钢结构抗震性能影响的系统研究，提出了该类结构分析计算的二阶弹塑性方法及其实用设计方法。(3)提出了T型钢、上下翼缘角钢、端板连接半刚性节点的初始刚度、极限抗弯承载力的计算方法；建立了半刚性端板连接弯矩-转角全曲线理论模型、计算公式及完整抗震设计方法。(4)提出了半刚性钢框架稳定性的刚重比控制及其二阶内力和位移的简化计算方法，建立了节点刚度的分类标准。(5)完成了平面K型、空间KK和KKT型圆管相贯节点、N型方圆管相贯节点、管板连接节点等复杂空间节点极限承载力足尺试验研究，进行了不同截面空间相贯节点承载性能分析，提出了相应的设计方法。该项目主要研究成果已纳入《钢结构设计规范》(GB50017-2003)、《高耸结构设计规范》(GB50135-2006)、《预应力钢结构技术规程》(CECS212:2006)、《高层民用建筑钢结构技术规程》、《钢结构高强度螺栓连接技术规程》等5本国家规范和规程的相关条文中，并成功应用于湖南省政府主办公楼、湖南文化大厦、武汉国际证券大厦、长沙贺龙体育场、长沙黄花机场T3航站楼、新加坡会展中心、中国移动通信微波发射塔等200余项工程中，得到用户的普遍好评，取得了巨大的经济效益和社会效益。研究成果整体达到国际先进水平，其中杆系钢框架二阶分析精确方法、半刚性端板连接弯矩-转角全曲线理论模型及其计算方法、钢管桁架复杂空间相贯节点承载性能和设计计算方法居国际领先水平。