基于Push-Over方法的純鋼框架彈塑性分析

1、第18卷第3期Z006年9月甘肅科學(xué)學(xué)報JOurnalOfGansuSciencesVOl.18NO.3Sep.Z006基于P1sh-OVer方法的純鋼框架彈塑性分析王秀麗1 陳祥勇1 Z 秦雪映1(1.蘭州理工大學(xué)土木工程學(xué)院 甘肅蘭州730050;Z.中冶華天工程技術(shù)有限公司 安徽馬鞍山Z33005D摘應(yīng)用Push-0Ver方法的Z種荷載形式 對一個純鋼框架結(jié)構(gòu)體系在地震作用下的彈塑性性能進行了分析.通過對其變形性能和塑性鉸規(guī)律的研究 得到純鋼框架體系的抗震性能 還通過對要:其塑性鉸發(fā)生位置和發(fā)生順序規(guī)律的研究 得出純鋼框架結(jié)構(gòu)的薄弱層和最不利位置 為純鋼框架結(jié)構(gòu)體系的優(yōu)化設(shè)計提供了理論基

2、礎(chǔ)和前提條件 同時也有利于純鋼框架結(jié)構(gòu)體系在抗震設(shè)防地區(qū)的推廣.關(guān)鍵詞:純鋼框架;push-OVer;塑性鉸;彈塑性TU313 TU391文獻標(biāo)識碼:A文章編號:1003-0366(Z006D03-0101-05中圖分類號:AnElastO-PlasticAnalysisOfP1reSteelFrameBasedOntheP1sh-OVerMethOd11 Z1WANGXiu-li C-ENXiang-yOng inXue-ying(1.Sch00l0fCl llEnglnee7lng Lankh0/Unl e7Slty0fSclenceandTechn0l0gy Lankh0/730050

3、Chlna;Z.H/atlanTechn0l0gyEnglnee7lngC0mpanyLtd ChlnaMetalla7gy MaanShanZ33005 ChlnaDAbstract:TheelastOplasticperfOrmancesOfapuresteelframearestudiedbytWOlOadpatternsOfpush-OVermethOd andthestructure santi-seismicperfOrmancesinthedefOrmatiOnprOpertiesandlaWOftheplastichingeareknOWn.Inthemeantime theW

4、eakestlayerandthemOstunfaVOrablepOsitiOnOfthepuresteelframearefinallyfOund thusprOVidingatheOreticalbasisandtheprereguisitefOrtheOptimaldesignOftheframe.ItcanhelppOpulariZethisstructuralfOrminseismicareas.KeyWOrds:puresteelframe;push-OVer;plastichinge;elastOplasticperfOrmances關(guān)于純鋼框架的彈塑性性能已經(jīng)有很多研究者做了大

5、量的研究 其在地震作用下的受力與變形已經(jīng)研究的較為透徹 3 7 .但是純鋼框架結(jié)構(gòu)體系在地震作用下是如何破壞的 以及結(jié)構(gòu)的薄弱層及不利位置如何確定仍是一個尚需解決的問題 只有充分了解這些機理才能有效的在設(shè)計時對薄弱層和不利位置進行加強 才能在廣大的抗震設(shè)防區(qū)進行推廣這種結(jié)構(gòu)體系 減小地震帶來的損失.我們正是以此著手 以一個正在建設(shè)的地震區(qū)的純鋼框架為例 通過對它在地震作用下的彈塑性性能分析 研究純鋼框架的塑性性能以及結(jié)構(gòu)在地震作用下的薄弱層及不利位置 優(yōu)化純鋼框架體系的設(shè)計 以便大力推廣這種結(jié)構(gòu)體系.多層輕型鋼結(jié)構(gòu)住宅中最常用的結(jié)構(gòu)體系為純鋼框架結(jié)構(gòu).它具有下列優(yōu)勢: 是一種延性體系; 在建筑

6、設(shè)計和平面布置上具有很大的靈活性;各部分剛度比較均勻 構(gòu)造簡單 易于施工; 自振周期較長 自重較輕 對地震作用不敏感.就結(jié)構(gòu)抗震的角度來說 純鋼框架體系作為一種具有良好的抗震性能的結(jié)構(gòu)體系 相對于其他結(jié)構(gòu)形式來說 它的自重輕 因而在地震作用下所受的地震作用較小.另外 由于鋼結(jié)構(gòu)屬于柔性結(jié)構(gòu) 所以它的抗震性能優(yōu)于其他的結(jié)構(gòu)形式 能有效地降低地震響應(yīng)及災(zāi)害影響程度 1 3 .我國是一個多地震區(qū)國家 在地震區(qū)建筑中多多推廣應(yīng)用此種結(jié)構(gòu) 必可大大減少地震災(zāi)害和人員傷亡.收稿日期:Z005-10-Z8基金項目:甘肅省建設(shè)科技攻關(guān)項目(JK-Z0030ZD;蘭州理工大學(xué)優(yōu)秀青年教師科研資助計劃102甘肅科

7、學(xué)學(xué)報2006年第3期1工程概況該工程為甘肅省多層鋼結(jié)構(gòu)試點工程 建筑主耗能機制形成前的結(jié)構(gòu)不會發(fā)生失穩(wěn)剪切破壞9在2次出現(xiàn)塑性鉸的中間階段 所有水平荷載按同一比例增加 即滿足單向加載條件9不考慮底部剪力_頂點位移曲線下降段的負剛度9桿件的塑性變形僅發(fā)生在桿件兩端的局部區(qū)域 塑性鉸只在桿端出現(xiàn)9桿件剪切變形影響忽略不計 且不考慮塑性鉸處的卸載現(xiàn)象9體高度22.4m 建筑平面為3叉形 總建筑面積約6756m2.該地區(qū)抗震設(shè)防烈度為7度 I類場地 建筑結(jié)構(gòu)安全等級為2級.基本風(fēng)壓0.3kN/m2 地面粗糙度類別為B類 基本雪壓為0.1kN/m2.結(jié)構(gòu)設(shè)計使用年限為50年.結(jié)構(gòu)采用純鋼框架體系 平面

8、布置如圖1所示.結(jié)構(gòu)的梁全部采用型鋼框架 柱部采用型鋼和鋼管混凝土柱 2種型式在連梁較多或存在非正交方向梁柱連接的地方均采用鋼管柱形式 以解決型鋼梁柱連接受限的問題 構(gòu)件型號如表1所示.圖1工程結(jié)構(gòu)平面表1構(gòu)件型號編號框架梁框架柱L1L2Z1Z2型號396X199X7X11350X175X7X11390X300X10X16I450X10注:工程采用O345鋼工程設(shè)計次梁與主梁采用鉸接的做法 并與樓板形成簡支組合梁 以提高梁的承載力 減小了梁的高度.彈塑性分析采用nnsys有限元分析軟件對該純鋼框架進行整體分析 并應(yīng)用了Push-Over分析方法.2.1基本假定為了達到實用簡化的目的 采用了如下

9、假定:D結(jié)構(gòu)到達給定位移極限或結(jié)構(gòu)按耗能機制破壞之前 出現(xiàn)的截面塑性鉸有足夠的轉(zhuǎn)動能力不發(fā)生局部破壞9桿件出現(xiàn)局部屈曲和出平面屈曲均被有效地防止9不考慮由于平移與扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)使豎向荷載的合力與抗側(cè)力構(gòu)件的軸線產(chǎn)生偏心而引起的扭轉(zhuǎn).2.2分析方法近年來 介于彈性分析與彈塑性動力分析之間的彈塑性靜力分析Push-Over方法是一種在國內(nèi)外得到廣泛應(yīng)用的對結(jié)構(gòu)抗震能力進行評估的方法 其應(yīng)用范圍主要集中于對現(xiàn)有結(jié)構(gòu)設(shè)計方案進行抗側(cè)力能力的計算 從而估算其抗震能力.彈塑性靜力Push-Over分析是在結(jié)構(gòu)上施加豎向荷載并保持不變 同時施加某種分布形式的水平荷載或位移 隨著水平荷載或位移的不斷增加 構(gòu)

10、件逐漸屈服進入塑性狀態(tài) 從而得到結(jié)構(gòu)在橫向靜力作用下的彈塑性性能.Push-Over方法比非線性時程分析方法簡單易行計算量小 它不僅能夠很好地反映結(jié)構(gòu)的整體變形 還能夠很清晰地反映結(jié)構(gòu)局部的塑性變形機制局部樓層變形過大強度不均勻和局部過載等問題.我國新的抗震設(shè)計規(guī)范將Push-Over分析方法作為大震下結(jié)構(gòu)彈塑性變形分析的一種方法.又因為是分析一個低層純鋼框架結(jié)構(gòu) 因此Push-Over方法為最佳的分析方法810.選擇合理的加載模式是Push-Over分析方法中的一個關(guān)鍵.加載模式應(yīng)當(dāng)能較合理地反映地震作用時結(jié)構(gòu)各層各節(jié)點實際承受的慣性力分布 又使所求位移能大體上反映地震作用下結(jié)構(gòu)的位移狀況.

11、我們針對實際工程的結(jié)構(gòu)形式采用2種水平荷載加載方式:均勻加載模式:地震對各個樓層的作用力與該樓層的重量成比例 可表示為nFz=wz/ewmVZ.m=1第1 卷王秀麗等;基于Push-Over方法的純鋼框架彈塑性分析103倒三角加載模式;這種加載模式廣泛用于各國規(guī)范,可表示為nX方向施加荷載進行計算即可.Fz=wz z/Ewm mVZ.m=1在實際操作中,首先確定初始分布荷載方式數(shù)值,然后乘以一系數(shù)k,逐漸增加k的值直到達到預(yù)期的效應(yīng),然后再調(diào)整結(jié)構(gòu)的剛度矩陣,重新加載,再增加k的值,如此循環(huán)直至結(jié)構(gòu)破壞或達到目標(biāo)值.由于在第1種加載模式結(jié)構(gòu)展現(xiàn)的變形和塑性性能都優(yōu)于第Z種加載模式,且第Z種加載

12、模式較為接近實際的地震荷載,故下面的分析以第Z種加載模式為主,第1種加載模式產(chǎn)生的效果只作為輔助分析,限于篇幅,不再羅列第1種加載模式下的各種效應(yīng).2.3加載方向的確定水平荷載的大小確定后,如何確定水平荷載的加載方向也是非常重要的.由于此工程為一學(xué)校學(xué)生宿舍樓,層數(shù)為7層,且沿結(jié)構(gòu)高度方向結(jié)構(gòu)的剛度無突變,故結(jié)構(gòu)的振動以第一振形為主.通過對結(jié)構(gòu)進行模態(tài)分析可知結(jié)構(gòu)的第一振形如圖Z所示,結(jié)構(gòu)的第一振形為X方向的變化,故只需對結(jié)構(gòu)的圖Z結(jié)構(gòu)第一階振形3.1結(jié)果分析結(jié)構(gòu)塑性變形能力分析結(jié)構(gòu)塑性性能分析,主要以結(jié)構(gòu)的變形能力為主要指標(biāo).此工程的結(jié)構(gòu)體系在Z種分布荷載的作用下具有良好的變形特點,體現(xiàn)了較

13、好的塑性性能.如下圖所示,圖3 a)表示結(jié)構(gòu)在受力過程中3種狀態(tài)下沿高度位移變化曲線, 1)表示結(jié)構(gòu)在受力過程中3種狀態(tài)下的層間轉(zhuǎn)角變化曲線.圖4表示結(jié)構(gòu)Push-Over分析全過程中的頂點位移和荷載增大系數(shù)k的關(guān)系曲線.a)沿高度的位移變化曲線 1)層間位移角曲線達到目標(biāo)位移時圖3結(jié)構(gòu)受力過程中的3種狀態(tài).初始水平力時第一個塑性鉸時圖4頂點位移和加載系數(shù)k的關(guān)系圖3中曲線6 S是初始水平力時結(jié)構(gòu)的位移曲線,曲線6.S是結(jié)構(gòu)出現(xiàn)第一個塑性鉸時結(jié)構(gòu)的位移曲線,曲線6 S是結(jié)構(gòu)達到規(guī)定的目標(biāo)層間轉(zhuǎn)角時結(jié)構(gòu)的位移曲線.通過圖形可以得出曲線6.S的值平均是曲線6 S值的3. 倍左右,而曲線6 S的值則

14、平均是曲線6 S值的1Z倍左右.而初始水平荷載的值是按照7度抗震設(shè)防,用底部剪力法算得的水平荷載的值,由此可見所采用的純鋼框架體系具有良好的變形性能.由圖4的曲線關(guān)系可以看出結(jié)構(gòu)在地震作用下具有良好的延性,結(jié)構(gòu)在出現(xiàn)大量的塑性鉸后仍然能保持近乎彈性變形的狀態(tài),體現(xiàn)了結(jié)構(gòu)自身在地震時能夠很好的吸收地震能量.通過以上分析可見,純鋼框架體系由著良好的抗震性能,是一種適用于抗震設(shè)防地區(qū)的新型結(jié)構(gòu)體系.3.2結(jié)構(gòu)塑性鉸的發(fā)生規(guī)律通過對結(jié)構(gòu)的Push-Over加載分析,得到了結(jié)構(gòu)達到目標(biāo)位移時,產(chǎn)生的所有塑性鉸,其位置和順104甘肅科學(xué)學(xué)報2006年第3期序如圖5和表2所示.通過對塑性鉸的分析表明 結(jié)構(gòu)的

15、第2層出現(xiàn)的塑性鉸最多 編號表示塑性鉸的發(fā)生順序.通過對圖3<b 的分析可知 第2層也就是層間轉(zhuǎn)角位移最大的位置 由此可知第2層為結(jié)表2樓層112345樓層2012345242023-21202120-22212221-232523-242724-25262522-26-26-27222724-28232825-1111122222233333344444455555567668676776-88887-99999-構(gòu)的薄弱層 這和圖5所表示塑性鉸的結(jié)果是相一致的.為了方便分析 把所有產(chǎn)生塑性鉸的順序按照列表的方式表示出來<見表2 .塑性鉸的產(chǎn)生順序塑性鉸編號1010101010-

16、塑性鉸編號29292926-30283027-31-31-323132-33-3329-34-34-35303528-36-3630-37-3731-20242023-1111111111-1212121212-1314131313-1413141414-15151515-16161616-17171717-18181818-19191919-注 由于第37個塑性鉸到第53個塑性鉸只有第2層有 別的樓層均沒有發(fā)生 故不予列出 表示在該層該位置沒有發(fā)生塑性鉸 -表2所編的塑性鉸號均以第2層所產(chǎn)生的順序為參照 也即圖5所示的順序和位置.著發(fā)生在第一層 然后按照第4 第5層的順序發(fā)展.這種發(fā)生順序主

17、要都是發(fā)生在第22個以后的塑性鉸中.在所有產(chǎn)生的塑性鉸中 沒有一個是先發(fā)生在第2層以外的樓層的 也沒有一個在第2層以外的樓層單獨出現(xiàn)的.分析第2種方式的出現(xiàn)主要是因為第2層塑性鉸的出現(xiàn)使該鉸周圍的應(yīng)力進行了重分布 從而破壞了原來的規(guī)律.所有的塑性鉸均發(fā)生在梁上 沒有一個柱鉸發(fā)生.由于本工程是完全按照抗震規(guī)范進行設(shè)計的 故滿足抗震設(shè)防的 強柱弱梁 要求.發(fā)生塑性鉸最多的樓層是第2層 然后是第1層 第3層 第4層 到第5層的時候塑性鉸的個數(shù)就較少了 第6和第7層就已經(jīng)沒有一個塑性鉸產(chǎn)生了.<2 塑性鉸橫向發(fā)生規(guī)律塑性鉸發(fā)生規(guī)律 可總結(jié)為即研究同一樓層的圖5第2層塑性鉸位置和順序通過對純鋼框架

18、結(jié)構(gòu)體系在地震作用下達到目標(biāo)位移時產(chǎn)生塑性鉸的研究 可以得到如下規(guī)律 <1 塑性鉸縱向發(fā)生規(guī)律塑性鉸發(fā)生規(guī)律 可總結(jié)為即研究不同樓層的連接同一根柱子的不同樓層的同一位置的梁端來說 塑性鉸總是最先發(fā)生在第2層 然后按照下面2種方式展開 塑性鉸先在第2層發(fā)生 然后在第一層出現(xiàn)塑性鉸 接著發(fā)展到第3層 第4層.此種塑性鉸發(fā)生方式占所有塑性鉸的85 左右.特別是在前22個塑性鉸中 基本上是嚴格遵守這個規(guī)律的.塑性鉸先發(fā)生在第2層 然后出現(xiàn)在第3層 接各層間發(fā)生的塑性鉸的順序和位置保持著一致性.以第2層為基準層 在其他各層發(fā)生塑性鉸的順序基本上都是按照第2層的順序發(fā)展的 只有少數(shù)幾個塑性鉸例外 這

19、點可由表2看出.塑性鉸出現(xiàn)的部位 如果將結(jié)構(gòu)人為的分成 C D E F6個部分<如圖6所示 通過和圖5的塑性鉸位置比較可知 連接這6個部分的連梁兩端全部出現(xiàn)塑性鉸 另外一個塑性鉸較集中的區(qū)域第18卷王秀麗等:基于Push-Over方法的純鋼框架彈塑性分析1O5是承擔(dān)次梁荷載的梁間.此處主要是由于次梁采用鉸接 在此類主梁間產(chǎn)生較大的集中荷載 從而導(dǎo)致大量的塑性鉸出現(xiàn).集中于結(jié)構(gòu)體系的聯(lián)系梁端以及存在集中荷載的梁上.和水平荷載方向一致或接近的梁的梁端也是純鋼框架結(jié)構(gòu)體系在地震作用下的不利位置.這也反映了純鋼框架結(jié)構(gòu)體系良好的傳力能力.強純鋼框架結(jié)構(gòu)體系符合抗震設(shè)計要求的柱弱梁理念 在地震作用

20、下 能呈現(xiàn) 梁鉸機制 使梁端首先出現(xiàn)塑性鉸 避免柱端先出現(xiàn)塑性鉸 使整個框架在地震作用下 具有良好的變形能力.(Z)通過對結(jié)構(gòu)塑性性能的研究 表明純鋼框架體系有著良好的塑性性能 符合在抗震區(qū)廣泛推廣的要求;通過對塑性鉸的研究可以得到 純鋼框架體系在地震作用下的破壞總是最先發(fā)生在薄弱層的最不利位置 在設(shè)計時應(yīng)對這些部位進行加強設(shè)計 如該工程的第Z層 而對于像工程的第5第6層 基本上不出現(xiàn)或塑性鉸出現(xiàn)較少的樓層 可以適當(dāng)?shù)倪M行優(yōu)化設(shè)計 以節(jié)省造價 以使其能更廣泛的應(yīng)用于廣大的抗震地區(qū)特別是西部等欠發(fā)達地區(qū).參考文獻:1王秀麗 殷占忠 李慶福.新型鋼框架梁柱 型節(jié)點抗震性能試驗研究J.甘肅科學(xué)學(xué)報

21、ZOO4 16(4):9O-94.Z劉振奎 李從林 余云燕.結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析的實用算法J.甘肅科學(xué)學(xué)報 ZOOO 1Z(1):43-47.3劉歌青 石永久 王元清 等.純框架體系在多層輕鋼住宅中的應(yīng)用研究J.工業(yè)建筑 ZOOZ 3Z(1Z):64-66.4李國強 劉玉姝.鋼結(jié)構(gòu)框架體系整體非線性分析研究綜述J.同濟大學(xué)學(xué)報 ZOO3 31(Z):138-144.5丁潔民 沈祖炎.空間鋼框架結(jié)構(gòu)的彈塑性穩(wěn)定J.建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報 1993 14(6):4Z-51.6楊志勇 何若全.高層鋼結(jié)構(gòu)彈塑性抗震分析靜動力法J.建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報 ZOO3 Z4(3):Z5-3Z.7熊向陽 戚震華.側(cè)向荷載分布方式對靜力彈

22、塑性分析結(jié)果的影響J.建筑科學(xué) ZOO1 17(5):8-13.8楊溥 李英明 王亞勇 等.結(jié)構(gòu)靜力彈塑性分析(push-over)方法的改進J.建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報 ZOOO Z1(1):44-51.9Peterfajfar.SimplePush-overanalysisofbuildingsStruc-turesM.11thWorldConferenceonearthguakeengineeri-ng 1996.1O聶建國 秦凱 肖巖.方鋼管混凝土框架結(jié)構(gòu)的push-over分析J.工業(yè)建筑 ZOO5 35(3):68-7O.圖6結(jié)構(gòu)分塊由圖6可知 塑性鉸沿結(jié)構(gòu)的中軸方向基本上呈對稱趨勢 特別是在

23、CDEF這些區(qū)域最為明顯.從施加荷載的方向看 產(chǎn)生塑性鉸的梁于施加荷載的方向存在著一致性 和荷載方向一致或接近的梁 均較別的梁易產(chǎn)生塑性鉸.結(jié)論(1)通過對上述結(jié)構(gòu)的分析 可以得到純鋼框架結(jié)構(gòu)體系的一些塑性特征:D純鋼框架是一種塑性變形能力非常強的結(jié)構(gòu)體系.純鋼框架結(jié)構(gòu)體系在地震作用下的存在一個薄弱層.純鋼框架的破壞總是從這一層開始的 結(jié)構(gòu)的最不利位置也就在這一層上 結(jié)構(gòu)體系的其他薄弱層出現(xiàn)的塑性鉸的個數(shù)均以此層為中心向上下Z個方向遞減.純鋼框架結(jié)構(gòu)體系在地震作用下 塑性鉸在各層的發(fā)生基本上都是按照相同的順序進行 這說明結(jié)構(gòu)每一層不利位置的順序是相同的.純鋼框架結(jié)構(gòu)在地震作用下的不利位置主要作

24、者簡介:王秀麗 (1963-)女 遼寧省沈陽人 ZOO4年哈爾濱工業(yè)大學(xué)結(jié)構(gòu)工程專業(yè)博士畢業(yè) 現(xiàn)任蘭州理工大學(xué)土木工程學(xué)院教授 博士生導(dǎo)師 空間結(jié)構(gòu)研究所所長 主要研究方向為空間結(jié)構(gòu)與鋼結(jié)構(gòu).基于Push-Over方法的純鋼框架彈塑性分析作者：作者單位：王秀麗， 陳祥勇， 秦雪映， WANG Xiu-li， CHEN Xiang-yong， Qin Xue-ying王秀麗,秦雪映,WANG Xiu-li,Qin Xue-ying(蘭州理工大學(xué),土木工程學(xué)院,甘肅,蘭州,730050)， 陳祥勇,CHEN Xiang-yong(蘭州理工大學(xué),土木工程學(xué)院,甘肅,蘭州,730050;中冶華天工程技

25、術(shù)有限公司,安徽,馬鞍山,243005)甘肅科學(xué)學(xué)報JOURNAL OF GANSU SCIENCES2006,18(3)4次刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次數(shù)：1.劉振奎;李從林;余云燕 結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析的實用算法期刊論文-甘肅科學(xué)學(xué)報 2000(01)2.李國強;劉玉姝 鋼結(jié)構(gòu)框架體系整體非線性分析研究綜述期刊論文-同濟大學(xué)學(xué)報 2003(02)3.劉歌青;石永久;王元清 純框架體系在多層輕鋼住宅中的應(yīng)用研究期刊論文-工業(yè)建筑 2002(12)4.聶建國;秦凱;肖巖 方鋼管混凝土框架結(jié)構(gòu)的push-over分析期刊論文-工業(yè)建筑 2005(03)5.Peter Fajfar Simple

26、 Push-over Analysis of Buildings Structures 19966.楊溥;李英明;王亞勇 結(jié)構(gòu)靜力彈塑性分析(push-over)方法的改進期刊論文-建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報 2000(01)7.熊向陽;戚震華 側(cè)向荷載分布方式對靜力彈塑性分析結(jié)果的影響期刊論文-建筑科學(xué) 2001(05)8.楊志勇;何若全 高層鋼結(jié)構(gòu)彈塑性抗震分析靜動力法期刊論文-建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報 2003(03)9.丁潔民;沈祖炎 空間鋼框架結(jié)構(gòu)的彈塑性穩(wěn)定 1993(06)10.王秀麗;殷占忠;李慶福 新型鋼框架梁柱T型節(jié)點抗震性能試驗研究期刊論文-甘肅科學(xué)學(xué)報 2004(04)1. 周家澤 簡支梁結(jié)構(gòu)承載力彈塑性分析方法期刊論