二阶效应的不同情况
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高层钢构二阶效应系≤
(原创版)
目录
1.高层钢结构的二阶效应概述
2.二阶效应对高层钢结构的影响
3.结构二阶效应的计算方法和设计要求
4.结论
正文
一、高层钢结构的二阶效应概述
高层钢结构在设计和施工过程中,需要考虑到许多因素,其中二阶效应是一个重要的方面。
二阶效应指的是在结构受力过程中,由于结构的变形引起的内力重新分布,从而产生的附加效应。
在高层钢结构中,二阶效应可能导致结构整体稳定性下降,甚至发生失稳现象,因此必须对其进行深入研究。
二、二阶效应对高层钢结构的影响
1.侧移刚度:二阶效应会导致结构的侧移刚度发生变化,从而影响到结构的整体稳定性。
2.弹性等效刚度:二阶效应会引起弹性等效刚度的变化,进而影响到结构的荷载分布和变形。
3.周期比:二阶效应会引起周期比的变化,周期比的调整可能导致结构侧移刚度的变化,从而影响到刚重比。
三、结构二阶效应的计算方法和设计要求
1.计算方法:结构二阶效应的计算通常采用矩阵法、微分法等方法。
2.设计要求:在设计高层钢结构时,需要满足一定的刚重比要求,以
确保结构的整体稳定性。
同时,还需要根据结构的实际情况,合理地考虑二阶效应的影响,以提高结构的抗震性能。
四、结论
综上所述,二阶效应对高层钢结构的整体稳定性和抗震性能具有重要影响。
关于“二阶效应”的总结【《砼规》,《抗规》,《高规》】“二阶效应”分为“重力二阶效应P-Δ”和“挠曲二阶效应P-δ”重力二阶效应P-Δ:在地震等水平力作用下结构侧移时重力作用产生的附加内力挠曲二阶效应P-δ:偏心受压构件(主要是长细比大于17.5柱)由于自身挠曲产生的附加内力★《砼规》中的规定:《砼规》7.3.9条给出两种考虑“二阶效应”的方法:1)《砼规》7.3.10条的偏心距增大系数法存在问题:此法只针对于混凝土偏心受压构件(主要是柱),而且不论是否时地震工况,对于长细比大于17.5的偏心受压构件均应考虑。
虽然条文说明中认为此法可以同时考虑上述两种二阶效应,但从其增大系数的计算公式可知,此增大系数对挠曲二阶效应反映得较为充分,对重力二阶效应反映的则不够充分,或者不够准确,因为偏心距增大系数计算公式与结构的侧移量大小没有关系。
2)《砼规》7.3.12条的折减构件弹性抗弯刚度法(仿照美国规范)存在问题:《砼规》认为此法是“一种精度和效率较高得”考虑二阶效应的方法,是“一种理论上严密的”方法。
但是刚度得折减系数得取值很难精确,在不同荷载组合下,不同得构件得开裂程度都不一样。
取统一折减系数得方法,只能大概反映二阶效应的影响。
而且在程序实现时也会有新得问题,比如刚度减小,导致地震力减小,位移算是弹性还是塑性位移等等。
★《抗规》中的规定:《抗规》3.6.3条及条文说明规定,结构在地震作用下的重力附加弯矩大于初始弯矩的10%时,应考虑重力二阶效应的影响。
考虑方法是简化的内力增大系数1/(1-θ),θ是稳定系数,即附加弯矩占初始弯矩的倍数。
同时规定,对于混凝土柱,本条与《砼规》7.3.10不同时考虑。
★《高规》中的规定:《高规》5.4.1~5.4.3条规定,在水平力作用下,不满足5.4.1条刚重比的高层建筑,需要考虑水平力作用下重力二阶效应对结构内力和位移的影响。
其计算方法是5.4.3条的内力和位移增大系数。
MOS管二级效应研究MOS管的二级效应主要有三种:背栅效应、沟道长度调制效应、亚阈值效应。
一.背栅效应:在很多情况下,源极和衬底的电位并不相同。
对NMOS管而言,衬底通常接电路的最低电位,有V B S<Q对PMOS管而言,衬底通常接电路的最高电位,有V BS>d这时,MOS管的阈值电压将随其源极和衬底之间电位的不同而发生变化。
这一效应称为背栅效应"。
以NMOS管为例,当NMOS管V BS<0时,阈值电压的变化规律。
随着V GS上升,栅极吸引衬底内部的电子向衬底表面运动,并在衬底表面产生了耗尽层。
当V”上升到一定的电压GS——阈值电压时,栅极下的衬底表面发生反型,NMOS管在源漏之间开始导电。
阈值电压的大小和耗尽层的电荷量有关,耗尽层的电荷量越多,NMOS管的开启就越困难,阈值电压一一也就是开启NMOS需要的电压就越高。
当V B S<0时,栅极和衬底之间的电位差加大,耗尽层的厚度也变大,耗尽层内的电荷量增加,所以造成阈值电压变大。
随着V.。
变小,阈BS值电压上升,在V GS和V DS不变的情况下,漏极电流变小。
因而衬底和栅极的作用类似,也能控制漏极电流的变化。
所以我们称它为背栅”作用。
在电路设计上可采取一些措施来减弱或消除衬偏效应,例如把源极和衬底短接起来,当然可以消除衬偏效应的影响,但是这需要电路和器件结构以及制造工艺的支持,并不是在任何情况下都能够做得到的。
例如,对于p阱CMOS器件,其中的n-MOSFET可以进行源- 衬底短接,而其中的p-MOSFET则否;对于n阱CMOS器件,其中的p-MOSFET可以进行源-衬底短接,而其中的n-MOSFET贝U否。
另外可以改进电路结构来减弱衬偏效应。
例如,对于CMOS中的负载管,若采用有源负载来代替之,即可降低衬偏调制效应的影响(因为当衬偏效应使负载管的沟道电阻增大时,有源负载即提高负载管的VGS来使得负载管的导电能力增强)。
p-δ效应和P-Δ效应一、混凝土结构的二阶效应混凝土结构的二阶效应应由两部分组成:p-δ效应和P-Δ效应。
p-δ效应是指由于构件在轴向压力作用下,自身发生挠曲引起的附加效应,可称之为构件挠曲二阶效应,通常指轴向压力在产生了挠曲变形的构件中引起的附加弯矩,附加弯矩与构件的挠曲形态有关,一般中间大,两端部小。
P-Δ效应是指由于结构的水平变形而引起的重力附加效应,可称之为重力二阶效应,结构在水平力(风荷载或水平地震力)作用下发生水平变形后,重力荷载因该水平变形而引起附加效应,结构发生的水平侧移绝对值越大,P-Δ效应越显著,若结构的水平变形过大,可能因重力二阶效应而导致结构失稳。
1.重力二阶效应(P-Δ效应)计算计算P-Δ效应的近似方法有等效几何刚度的有限元法、等效水平力的有限元迭代法、折减弹性抗弯刚度的有限元、结构位移和构件内力增大系数法等。
1)等效几何刚度的有限元法在不考虑P-Δ效应影响时,是在结构的初始拓扑关系基础上建立结构的平衡方程。
一般可记为:[K]{u}=[F]考虑P-Δ效应影响时,对于结构的任一节点j,因P-Δ效应而引起的Mj=Gjuj,相应的等效附加水平力为Vj= 。
对于所有节点,则形成一个等效附加水平分力向量。
可以看出,考虑P-Δ效应相当于结构的初始刚度矩阵[K]修改为等效刚度矩阵[K-KG]。
新规范版的SATWE、TAT、PMSAP等软件都采用了等效几何刚度的有限元法,这种方法具有一般性,它既适用于采用刚性楼板假定的结构,也适用于存在独立弹性节点的结构。
与不考虑P-Δ效应的分析结果相比,结构的周期、位移和构件的内力都有所不同。
2)折减弹性抗弯刚度的有限元法折减弹性抗弯刚度的有限元法是今年来美国、加拿大等国设计规范推荐的一种考虑效益方法。
这种分析方法的基本思路是采用折减等效刚度,近似的考虑钢筋混凝土结构中各类构件在极限状态时因开裂而导致刚度减小现象,使分析结果与设计状态尽可能一致。
版图二阶效应二阶效应可以分为重力二阶效应(p−Δ)和构件挠曲二阶效应(p−δ),下面我们分别从这两者来探讨在混凝土结构设计中如何考虑二阶效应的影响:1.重力二阶效应当结构重力产生的附加弯矩大于初始弯矩的10%时需要考虑重力二阶效应,现行结构设计规范利用增大系数法(GB50010附录B、JGJ3-2010.5.4.3条和GB50010.3.6.3条文说明)考虑重力二阶效应的影响:M=Mns+ηsMs其中Ms为引起结构侧移的荷载所产生的一阶弹性分析构件端弯矩设计值(如水平地震作用);Mns为不引起结构侧移的一阶弹性分析构件端弯矩设计值(如对称结构在均布重力荷载作用下)。
上式使用了叠加原理的概念,即设计弯矩可以拆分为产生侧移荷载产生的弯矩和不产生侧移的荷载的弯矩之和,而重力二阶效应仅增加产生层间侧移的部分。
变形增量也同样使用增大系数法考虑:Δ=ηsΔ1上述的Δ为一阶弹性分析的层间位移,ηs为增大系数。
增大系数以框架结构举例:ηs=11−∑inGjDH0上式中D为侧移刚度;H0为计算楼层的层高;∑inGj为第i层以上全部重力荷载设计值之和。
对上式分母第二项略作化简可以得到:∑inGjΔuiViH0其中Δui层平均层间侧移;Vi为楼层剪力;可以发现,上式即为“重力附加弯矩与初始弯矩的比值”(具体定义参见何时需要考虑二阶效应?),由此可以发现,增大系数的表达式含义其实十分“朴素”,简单来说就是:考虑重力二阶效应弯矩值一阶弹性分析的弯矩值ηs=考虑重力二阶效应弯矩值一阶弹性分析的弯矩值关于增大系数的计算有下面两点值得注意:计算位移增大系数时,不对构件的刚度进行折减(JGJ3-2010.5.4.3条,GB50010.B.0.5)。
因为设计规范中给出的限值均为弹性位移限制,弹性位移限值需要和弹性位移计算结果所匹配。
计算内力增大系数时,对构件刚度进行折减,《高规》折减系数取0.5,《混规》则对不同构件选取不同的折减系数,见B.0.5条。
高层钢结构的二阶效应系数高层钢结构是指建筑物中使用钢材作为主要结构材料的建筑形式。
由于高层建筑的特殊性,其受力情况复杂,存在着许多非线性效应。
其中,二阶效应是高层钢结构设计中需要考虑的重要因素之一。
什么是二阶效应?二阶效应是指在结构受力过程中,由于结构的刚度和几何形状的非线性变形,导致结构的内力和变形超过了一阶弹性理论所预测的结果。
简单来说,就是结构在受力过程中出现了不稳定性和非线性的现象。
高层钢结构中的二阶效应主要有两种情况:P-Δ效应和P-δ效应。
P-Δ效应是指在垂直荷载作用下,由于结构的非线性变形,使得结构的内力和变形超过了一阶弹性理论的预测结果。
P-δ效应是指在水平荷载作用下,由于结构的非线性变形,使得结构的内力和变形超过了一阶弹性理论的预测结果。
P-Δ效应是高层钢结构中常见的二阶效应之一。
在垂直荷载作用下,结构会产生非线性的变形,进而影响结构的刚度和内力分布。
当结构在受力过程中发生较大的位移和变形时,P-Δ效应就会显现出来。
P-Δ效应的影响主要表现在结构的整体稳定性和承载力上。
如果不考虑P-Δ效应,可能会导致结构的设计不安全。
P-δ效应是高层钢结构中另一常见的二阶效应。
在水平荷载作用下,结构会发生非线性的变形,进而影响结构的刚度和内力分布。
当结构在受力过程中发生较大的位移和变形时,P-δ效应就会显现出来。
P-δ效应的影响主要表现在结构的整体稳定性和承载力上。
如果不考虑P-δ效应,可能会导致结构的设计不安全。
为了准确评估高层钢结构的二阶效应,需要引入二阶效应系数。
二阶效应系数可以用来修正一阶弹性理论的结果,以考虑结构的非线性变形和不稳定性。
二阶效应系数可以通过试验、数值分析或经验公式进行确定。
在设计过程中,根据结构的特点和荷载情况,选取适当的二阶效应系数进行计算,以确保结构的安全性和可靠性。
需要注意的是,不同荷载情况下的二阶效应系数是不同的。
在垂直荷载作用下,P-Δ效应的二阶效应系数通常较小,可以忽略不计。
二阶效应的概念
二阶效应是指一种现象或行为的间接后果或影响。
在经济学、政治学和社会科学等领域,二阶效应通常被用来描述原始措施或政策的连锁反应。
例如,某国政府决定提高燃油税,以减少环境污染和鼓励人们使用更环保的交通方式。
然而,这一政策的二阶效应可能包括成本上升导致企业裁员或提高产品价格,进一步引发通货膨胀和消费减少等经济问题。
此外,这种税收增加还可能导致民众对政府的不满情绪升级,对政府施加更大压力。
因此,提高燃油税的原始措施可能会引发一系列的连锁反应,这些间接的后果就是二阶效应。
二阶效应还可以用于分析市场行为。
例如,某个公司推出了一种新产品,其目标是拓展市场份额和增加销售额。
然而,这一决策会引发竞争对手采取类似的行动,以保持自己的市场地位。
因此,公司的竞争对手可能会推出类似的产品,导致市场上的竞争加剧,价格下降,甚至可能出现市场饱和的情况。
这些间接的后果也属于二阶效应。
总之,二阶效应描述了原始行动或政策的间接影响或后果,通常涉及连锁反应和不可预见的结果。
二阶效应名词解释
二阶效应是一个概念,可以指不同领域的二次影响或二次效应。
具体来说,在心理学和社会学中,它可以被理解为某个行动或决策所产生的二次影响。
例如,在心理学中,反馈效应可以被看作是一种二阶效应,当一个人知道自己的行为会产生某种结果时,可能会影响个人的行为和决策,甚至改变个人的态度和信仰。
在社会学中,群体决策可以被看作是一个二阶效应,这种决策可能会产生二次影响,比如对个人或集体的影响。
另外,在建筑领域中,二阶效应是指在侧移条件下,由重力引起的二次位移变形。
简单说来就是先水平后竖向力的组合变形效应。
当侧移较大(楼层多或高)时,重力二阶效应愈加明显,这需要在进行结构设计时予以考虑。
以上内容仅供参考,如需更多专业信息,建议查阅相关文献或咨询专业人士。
二阶耦合效应
二阶耦合效应是指电路中由于非线性元件产生的相互耦合效应。
在信号传递过程中,电路中的非线性元件会导致信号的幅度和频率发生变化,从而影响到其他电路中的信号传输。
这种相互影响的过程被称为二阶耦合效应。
二阶耦合效应主要包括以下几个方面:
1. 交叉调制: 信号在非线性元件上进行调制,使得原本在不同
频率上的信号在频域上相互交叉。
2. 非线性失真: 非线性元件会引起信号的畸变,使得原本的波
形发生变化。
3. 交调产生: 不同频率的信号在非线性元件上相互耦合,产生
新的交调分量。
4. 跳频效应: 非线性元件对信号的幅度变化产生跳频效应,即
信号的频率发生突变。
这些二阶耦合效应在电路设计和信号传输中都会产生一定的影响,需要加以考虑和处理。
p-δ效应和P-Δ效应一、混凝土结构的二阶效应混凝土结构的二阶效应应由两部分组成:p-δ效应和P-Δ效应。
p-δ效应是指由于构件在轴向压力作用下,自身发生挠曲引起的附加效应,可称之为构件挠曲二阶效应,通常指轴向压力在产生了挠曲变形的构件中引起的附加弯矩,附加弯矩与构件的挠曲形态有关,一般中间大,两端部小。
P-Δ效应是指由于结构的水平变形而引起的重力附加效应,可称之为重力二阶效应,结构在水平力(风荷载或水平地震力)作用下发生水平变形后,重力荷载因该水平变形而引起附加效应,结构发生的水平侧移绝对值越大,P-Δ效应越显著,若结构的水平变形过大,可能因重力二阶效应而导致结构失稳。
1.重力二阶效应(P-Δ效应)计算计算P-Δ效应的近似方法有等效几何刚度的有限元法、等效水平力的有限元迭代法、折减弹性抗弯刚度的有限元、结构位移和构件内力增大系数法等。
1)等效几何刚度的有限元法在不考虑P-Δ效应影响时,是在结构的初始拓扑关系基础上建立结构的平衡方程。
一般可记为:[K]{u}=[F]考虑P-Δ效应影响时,对于结构的任一节点j,因P-Δ效应而引起的Mj=Gjuj,相应的等效附加水平力为Vj= 。
对于所有节点,则形成一个等效附加水平分力向量。
可以看出,考虑P-Δ效应相当于结构的初始刚度矩阵[K]修改为等效刚度矩阵[K-KG]。
新规范版的SATWE、TAT、PMSAP等软件都采用了等效几何刚度的有限元法,这种方法具有一般性,它既适用于采用刚性楼板假定的结构,也适用于存在独立弹性节点的结构。
与不考虑P-Δ效应的分析结果相比,结构的周期、位移和构件的内力都有所不同。
2)折减弹性抗弯刚度的有限元法折减弹性抗弯刚度的有限元法是今年来美国、加拿大等国设计规范推荐的一种考虑效益方法。
这种分析方法的基本思路是采用折减等效刚度,近似的考虑钢筋混凝土结构中各类构件在极限状态时因开裂而导致刚度减小现象,使分析结果与设计状态尽可能一致。
《混凝土结构设计规范》引进该方法,第规定,当采用考虑二阶效应的弹性分析方法时,宜在结构分析中对钢筋混凝土构件的弹性抗弯刚度乘以一下折减系数:梁取,柱取,对未开裂的剪力墙和核心筒取,对已开裂的剪力墙和核心筒壁取。