随着我国钢结构建筑的快速发展,钢结构在各式各样的工业厂房、大型场馆、商场等建筑领域中得到了广泛的应用。其中门式钢结构厂房是一种比较常见的钢结构建筑,门式钢结构厂房一般由刚架、支撑体系、围护结构等组成^[1]。门式刚架是门式钢结构厂房十分重要的组成部分,其中H型钢柱是主要的受力构件之一。然而,钢结构在设计的时候为了充分利用截面材料性能,使得H型钢柱的“应力比”比较大,在钢结构构件上表现为长、细等特点。这些特点在施工过程中很容易使得H型钢柱产生一些初始缺陷,如:柱脚标高误差、轴线偏移、钢柱弯曲与倾斜等。这些初始缺陷会对结构受力、位移和稳定性产生一定的影响。目前,国内外对此问题的研究报道甚少,缺乏此问题对结构影响程度的深入分析以及在各种初始缺陷下对结构影响的预控与处理。因此,研究H型钢柱初始缺陷问题对门式钢结构厂房的发展有着重要意义。初始应力和初始位移是H型钢柱安装初始缺陷引起的重要指标。本文基于门式钢结构厂房的设计特点和各类规范中对门式钢结构厂房的H型钢柱安装偏差要求,结合H型钢柱的运输和安装方法,找出几种典型的初始缺陷以及初始缺陷组合。对这些初始缺陷和组合进行理论计算和分析,并结合大型有限元分析软件ABAQUS建立模型,对门式钢架中初始缺陷进行模拟并分析出初始缺陷和初始缺陷组合产生的最大初始应力和最大初始位移情况。本文主要进行了以下方面的研究:1、结合门式钢结构的设计特点及H型钢柱施工过程,分析并选取了4种安装过程中产生的初始缺陷。2、理论计算分析了在不考虑结构自重条件下,4种初始缺陷的特点及最大初始应力情况。3、利用软件模拟出结构自重条件下单个初始缺陷在单跨和双跨结构中的最大初始应力情况,并与理论计算进行对比分析。4、通过对比分析,找出最不利因素的初始缺陷组合。5、利用有限元分析软件ABAQUS对这些初始缺陷组合进行分析,找出了由初始缺陷组合产生的初始应力和初始位移的规律,并与单个初始缺陷的情况进行对比。6、分析了这些初始缺陷组合产生的应力和位移对门式钢结构厂房结构的影响。7、探究了结构受到的应力达到规范要求的强度时初始缺陷组合的偏移情况。通过研究得出以下结果:1、结构自重会使得H型钢柱初始安装缺陷对结构的影响发生变化。2、H型钢柱初始安装缺陷出现的位置不同,其对结构的影响也有较大区别。3、对于某些初始缺陷,其在结构中单独出现时不产生初始应力,但是在与其他初始缺陷同时出现在结构中时会使结构受到的影响发生较大的变化。4、同样的初始缺陷组合在不同高度的H型钢柱中,对结构的影响不同。随着钢柱高度的增加,初始缺陷组合产生的初始应力减小、初始位移增大。5、单跨结构中初始缺陷组合对结构的稳定性影响要大于双跨结构。6、结构所受应力达到强度设计值时单跨和双跨结构初始缺陷组合的偏移量大于规范的允许值。图[49]表[24]参[55]