5.5　直接分析设计法

5.5.1　直接分析设计法应采用考虑二阶 P-△和 P-δ效应，按本标准第 5.2.1 条、第 5.2.2 条、第 5.5.8 条和第 5.5.9 条同时考虑结构和构件的初始缺陷、节点连接刚度和其他对结构稳定性有显著影响的因素，允许材料的弹塑性发展和内力重分布，获得各种荷载设计值（作用）下的内力和标准值（作用）下位移，同时在分析的所有阶段，各结构构件的设计均应符合本标准第6章～第8章的有关规定，但不需要按计算长度法进行构件受压稳定承载力验算。

5.5.2　直接分析不考虑材料弹塑性发展时，结构分析应限于第一个塑性铰的形成，对应的荷载水平不应低于荷载设计值，不允许进行内力重分布。

5.5.3　直接分析法按二阶弹塑性分析时宜采用塑性铰法或塑性区法。塑性铰形成的区域，构件和节点应有足够的延性保证以便内力重分布，允许一个或者多个塑性铰产生，构件的极限状态应根据设计目标及构件在整个结构中的作用来确定。

5.5.4　直接分析法按二阶弹塑性分析时，钢材的应力-应变关系可为理想弹塑性，屈服强度可取本标准规定的强度设计值，弹性模量可按本标准第 4.4.8 条采用。

5.5.5　直接分析法按二阶弹塑性分析时，钢结构构件截面应为双轴对称截面或单轴对称截面，塑性铰处截面板件宽厚比等级应为 S1 级、S2 级，其出现的截面或区域应保证有足够的转动能力。

5.5.6　当结构采用直接分析设计法进行连续倒塌分析时，结构材料的应力-应变关系宜考虑应变率的影响；进行抗火分析时，应考虑结构材料在高温下的应力-应变关系对结构和构件内力产生的影响。

5.5.7　结构和构件采用直接分析设计法进行分析和设计时，计算结果可直接作为承载能力极限状态和正常使用极限状态下的设计依据，应按下列公式进行构件截面承载力验算：

　　当截面板件宽厚比等级符合S2级要求时，不考虑材料弹塑性发展时，受弯承载力设计值应按式（5.5.7-3）、式（5.5.7-4）确定，按二阶弹塑性分析时，受弯承载力设计值应按式（5.5.7-5）、式（5.5.7-6）确定：

式中：M_x^Ⅱ、M_y^Ⅱ——分别为绕x轴、y轴的二阶弯矩设计值，可由结构分析直接得到（N·mm）；

　　　　　　　A——构件的毛截面面积（mm2）；

　　　 M_cx、M_cy——分别为绕x轴、y轴的受弯承载力设计值（N·mm）；

　　　　 W_x、W_y——当构件板件宽厚比等级为 S1 级、S2 级、S3 级或 S4 级时，为构件绕 x 轴、y 轴的毛截面模量；当构件板件宽厚比等级为 S5 级时，为构件绕 x 轴、y 轴的有效截面模量（mm³）；

　　　 W_px、W_py——构件绕x轴、y轴的塑性毛截面模量（mm³）；

　　　　 γ_x、γ_y——截面塑性发展系数，应按本标准第 6.1.2 条的规定采用；

　　　　　　 φ_b——梁的整体稳定系数，应按本标准附录 C 确定。

5.5.8　采用塑性铰法进行直接分析设计时，除应按本标准第 5.2.1 条、第 5.2.2 条考虑初始缺陷外，当受压构件所受轴力大于 0.5A_f 时，其弯曲刚度还应乘以刚度折减系数 0.8。

5.5.9　采用塑性区法进行直接分析设计时，应按不小于 1/1000 的出厂加工精度考虑构件的初始几何缺陷，并考虑初始残余应力。

5.5.10　大跨度钢结构体系的稳定性分析宜采用直接分析法。结构整体初始几何缺陷模式可按最低阶整体屈曲模态采用，最大缺陷值可取 L/300，L 为结构跨度。构件的初始缺陷可按本标准第 5.2.2 条的规定采用。