变截面门式刚架的几何非线性性能分析及其影响因素

本文主要探讨了变截面门式刚架的几何非线性性能，针对二维等截面梁元的几何非线性有限元理论进行了深入研究。作者依据更改的拉格朗日列式法（Updated Lagrangian Formulation），这是一种在结构非线性分析中常用的分析方法，它考虑了结构随形变的改变，即几何非线性。在这个过程中，作者推导出了等截面梁元的弹性刚度矩阵和几何刚度矩阵，并将其扩展到了变截面梁元。 刚架的几何非线性性能对于结构设计至关重要，特别是在大型工程中，由于变截面门式刚架通常具有宽翼缘和薄腹板，这使得它们在经济效益和结构轻量化方面表现出色。然而，这种设计结构的非线性问题，特别是几何非线性问题，随着工程规模的增大而显得尤为重要。论文着重分析了刚架刚度、刚架高度以及水平荷载对几何非线性性能的影响，这些因素在决定结构稳定性和性能方面起着关键作用。 通过详细的数学推导和数值模拟，作者构建了相应的模型并绘制了相关的曲线，以直观展示这些参数变化对几何非线性的影响。最终，研究得出了一些具有工程实际应用价值的结论，对于优化变截面门式刚架的设计、提高结构安全性和经济性提供了科学依据。 该论文的研究成果不仅适用于轻型钢结构门式刚架的设计与分析，也为相关领域的工程技术人员提供了一种有效的工具，帮助他们理解和处理大型工程中的几何非线性问题，从而提升工程项目的整体性能和可持续性。