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相似文献
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1.
详细推导了基于非线性连续介质力学理论和考虑剪切效应的稳定插值函数所建立的严格三维梁柱单元虚功增量方程和切线刚度方程, 该方程包含了轴向、剪切、双向弯曲与扭转及其各耦合效应。提出的三维单元简化塑性区模型可模拟塑性扩展。建立了考虑支撑效应的节点域剪切变形模型, 该模型可更真实地反映节点域的变形影响。使用包括几何、材料非线性和节点域变形影响的数值算例来检验本文方法和所编计算机程序的可行性、有效性与精确度。算例表明: 利用该程序, 每个构件只需一个单元即可准确预测三维结构的极限荷载与失稳模态, 可提高结构非线性空间性能的分析效率。该程序可用于三维结构的非线性全过程分析, 为建立高层钢结构的高等分析方法奠定了基础。  相似文献   

2.
郑廷银  张玉 《钢结构》2005,20(1):7-10,22
为探讨三维结构的高等分析方法 ,给出了基于非线性连续介质力学理论和考虑剪切效应的稳定插值函数所建立的严格三维梁柱单元切线刚度方程 ,并提出了基于三维单元改进塑性区模型的双重非线性刚度方程。在方程中考虑了轴向位移、弯曲位移和扭转位移的耦合效应 ,使用包括几何与材料双重非线性的数值算例来验证本文方法和计算机程序的可行性、有效性与精确度。利用该程序 ,每个构件只需一个单元即可准确预测三维结构的极限承载力与失稳模态 ,可提高结构非线性空间性能的分析效率。  相似文献   

3.
给出了基于UL法的三维梁柱单元虚功增量方程,首次详细推导了同时考虑翘曲和剪切变形以及力矩空间转动影响的三维空间薄壁梁柱单元的几何非线性切线刚度矩阵;材料非线性通过在单元端部形成塑性铰来考虑,对Orbison截面塑性面进行了修正,以考虑扭矩和翘曲对截面强度的影响,采用塑性流动法则推导了单元端部进入塑性时的单元弹塑性切线刚度矩阵。算例表明,只需要一到两个单元就可以准确预测空间钢框架的极限承载力和失稳模态,有效考虑剪切变形及翘曲对结构的影响。  相似文献   

4.
介绍了一种针对半刚性连接钢框架的直接分析法,该方法可以同时考虑结构和构件的初始缺陷、几何非线性(包括P-Δ,P-δ效应)、材料非线性以及半刚性连接(支座)对结构受力性能的影响。建立了可同时考虑初始缺陷、半刚性连接以及塑性铰的弯曲稳定函数单元(CSF单元),推导了CSF单元的二阶单元刚度矩阵,并扩展为三维单元刚度矩阵。采用弹簧单元对半刚性连接和塑性铰单元的非线性行为进行了模拟,确定了塑性铰出现的判断准则以及弹簧刚度的取值,定义了结构破坏准则。利用NIDA程序对3组半刚性连接框架结构进行了直接分析,并与试验结果进行了对比。对比分析表明:利用NIDA程序得到的结果与试验结果吻合较好,验证了直接分析法对半刚性连接钢框架进行结构分析的有效性和可靠性。  相似文献   

5.
偏心支撑钢框架耗能分析的非线性有限元模型   总被引:1,自引:0,他引:1  
赵宝成  王孟鸿  张学渊 《工业建筑》2006,36(1):75-77,93
偏心支撑是高层钢结构中一种有效的抗震耗能形式,针对这种结构形式提出了对于变形大、进入塑性的耗能梁段采用退化曲壳单元,其余部分采用梁单元的非线性有限元分析模型。在有限元分析过程中,梁单元考虑了几何非线性,曲壳单元考虑了几何和材料的双重非线性,材料的强化采用了混合强化法则,并编制了相应的计算程序。算例分析表明,用此模型分析偏心支撑钢框架在循环荷载作用下的耗能性能是完全可行的。  相似文献   

6.
本文基于纤维模型有限元的基本原理,比较了基于刚度法和柔度法建立纤维模型梁单元矩阵的方法和特性。基于柔度法的纤维模型单元的特性是以单元的截面力形函数为基础,在整个计算的过程中,单元各截面内外力严格满足力的平衡条件,不受单元材料非线性状态水平的影响。在合适的纤维材料应力-应变本构关系的基础上,从构件单元层面的角度,推导建立了考虑材料非线性和几何非线性效应的L形钢管混凝土柱数值模型,对L形钢管混凝土轴压、压弯和滞回试验算例分别进行了仿真模拟,试验算例结果与数值结果吻合良好,从而验证了该数值方法的可行性和准确性。  相似文献   

7.
提出一种半刚性连接钢框架非线性分析的修正塑属性区法。它考虑了轴力的P-Delta效应、梁柱的半刚性连接、横截面的塑化和塑性区长度等几何和材料非线性因素的影响。该法既克服了塑性区法因单元划分过多而多占计算机内存和花费机时的缺陷,又了塑性铰法不能考虑横截面塑性区长度影响的不足。  相似文献   

8.
改进塑性铰法是一种简化的高级分析方法。该方法能够考虑结构及构件的二阶效应、几何缺陷和残余应力等多种非线性因素的影响,还可以考虑连接的半刚性性能。改进塑性铰法已可用于平面钢框架的高级分析和设计,对空间钢框架的高级分析尚有待发展。详细介绍了实用的改进塑性铰法对各种非线性因素的处理办法,及平面框架分析向空间框架分析扩展的实用方法,并讨论了当前改进塑性铰法高级分析亟待解决的问题。  相似文献   

9.
陈亚亮 《福建建筑》2012,(10):65-67
采用传统分析方法对悬索桥钢筋混凝土加劲桁架结构进行分析,结果表明在运营荷载作用下构件计算内力普遍存在偏大问题。本文考虑结构几何非线性和材料非线性的影响,提出了该类结构杆件刚度考虑混凝土材料非线性影响的模拟方法,对某悬索桥进行了有限元分析及承载能力检算分析,并将计算分析结果与荷载试验结果进行对比分析,结果表明,运营阶段结构内力计算时,几何非线性效应不明显,考虑混凝土构件开裂对杆件刚度的折减影响,使构件受力状况与实际状况更加吻合。  相似文献   

10.
改进塑性铰法是一种简化的高级分析方法。该方法能够考虑结构及构件的二阶效应、几何缺陷和残余应力等多种非线性因素的影响,还可以考虑连接的半刚性性能。改进塑性铰法已可用于平面钢框架的高级分析和设计,对空间钢框架的高级分析尚有待发展。详细介绍了实用的改进塑性铰法对各种非线性因素的处理办法,及平面框架分析向空间框架分析扩展的实用方法.并讨论了当前改进塑性铰法高级分析亟待解决的问题。  相似文献   

11.
A beam–column element formulation and solution procedure for nonlinear inelastic analysis of planar steel frame structures under dynamic loadings is presented. The spread of plasticity is considered by tracing the uniaxial stress–strain relationship of each fiber on the cross section of sub-elements. An elastic perfectly-plastic material model with linear strain hardening is employed for deriving a nonlinear elemental stiffness matrix, which directly takes into account geometric nonlinearity and gradual yielding. A solution procedure based on the combination of the Hilber–Hughes–Taylor method and the Newton–Raphson method is proposed for solving nonlinear equations of motion. The nonlinear inelastic time-history responses predicted by the proposed program compare well with those given by the commercial finite element package known as ABAQUS. Shaking table tests of a two-story steel frame were carried out with an aim to clarify the inelastic behavior of the frame subjected to earthquakes generated by the proposed program. A more practical analysis method for seismic design can be developed by comparing it with the presented frames for verification.  相似文献   

12.
采用了有限元法对冷弯薄壁型钢单榀墙架结构的进行受剪性能的分析。建立模型时同时考虑材料和几何非线性,采用弹塑性189梁单元,自攻螺栓采用耦合模型。通过改变已建立的有限元模型中墙架柱间距、墙架高宽比、自攻螺丝间距等影响墙架受剪性能的参数,得出结论:随着墙架柱间距增大、墙架高度增大、自攻螺栓间距增大整个墙架结构的受剪性能明显减小,在有"K"型支撑的高强薄壁型钢墙架结构中,合适的墙架柱间距、合适的墙架尺寸以及支撑体系,对墙架结构的受剪性能有很大的影响。  相似文献   

13.
王涛  蔡俊坡  靳杰 《山西建筑》2010,36(22):54-55
通过运用有限元软件ANSYS,建立了三维空间分析模型,对带支撑钢框架在考虑混凝土楼板作用下进行非线性稳定分析,运用ANSYS提供的稳定分析方法得出了钢框架体系梁、板、柱相对刚度对屈曲荷载的影响。  相似文献   

14.
This research investigates the cyclic flexural behavior of double-angle concentrically braced frame beam-column connections using three-dimensional nonlinear finite element analysis. Prior experimental research demonstrated that such connections possess appreciable flexural stiffness, strength, and ductility. The reserve capacity provided by these connections plays a significant role in the seismic behavior of low-ductility concentrically braced frames, so knowledge about the impact of connection parameters on local limit states and global connection performance is needed for employing reserve capacity to design and assess concentrically braced frames. Finite element models were developed and validated against prior experiments with focus on the limit states of failure of the fillet weld between the gusset plate and beam, low-cycle fatigue fracture of the steel angles joining the beam and gusset plate to the column, and bolt fracture. The models were used to evaluate the flexural stiffness, strength, and ductility of braced frame connections with primary attention on the effects of beam depth, angle thickness, and a supplemental seat angle. The finite element analysis demonstrated that increasing beam depth and angle thickness and adding a supplemental seat angle all increased the stiffness and strength of the connection while maintaining deformation capacity. A procedure to estimate the flexural behavior of beam-column connections with gusset plates was developed based on the results of the numerical simulations.  相似文献   

15.
利用几何非线性有限元方法研究空间网壳结构的稳定性。在介绍几何非线性有限元法的一般列式(T.L)的基础上,推导了三维空间梁单元的切线刚度矩阵,在求解非线性方程时分别采用了弧长法,得到了空间网壳结构全过程P-Δ曲线。  相似文献   

16.
RC梁-CCFST柱加强环式节点抗剪承载力计算分析   总被引:1,自引:1,他引:0  
对钢筋混凝土(RC)梁-圆形钢管混凝土(CCFST)柱节点核心区的抗剪机理进行了分析;基于商用软件ABAQUS,建立了综合考虑材料非线性、几何非线性以及接触非线性的有限元模型,在此基础上,对影响节点抗剪承载力的主要因素进行了参数分析,研究了轴压比、材料强度、核心区钢管壁厚、加劲肋及加强环等对节点抗剪承载力的影响;提出了...  相似文献   

17.
With an intention to implement a reliable numerical implementation of the mixed‐based state‐space strategy for steel structural systems, the paper presents a thorough seismic analysis of steel moment resisting frames (SMRFs) with reduced beam section (RBS) connections. Firstly, a model of beam‐column element inclusive of material and geometric nonlinearities is efficiently utilized derived from appropriate force interpolation functions. Moreover, with the present formulation, non‐prismatic properties of RBS region can be considered without the necessity of heavy discretization of elements. Contribution of panel zone is taken into account by considering a nonlinear rotational spring as well. In addition, the extension of Wen‐Bouc model to capture material inelasticity is applied that is apparently superior to other constitutive behaviour when it leads to both a smooth hysteretic model and rather precisely well‐mannered state‐space depiction capable of conveying several hysteretic features. The state‐space approach is then employed where nodal forces balance and constitutive equations are solved simultaneously. Secondly, three‐dimensional finite element analysis is surveyed to validate proposed macro‐element model. Finally, a set of nonlinear static and transient analyses of four‐ and eight‐storey frames with and without RBS connections are fulfilled. Then, structural demand parameters used to assess the global and local response of designated frames. Copyright © 2008 John Wiley & Sons, Ltd.  相似文献   

18.
杨东全  蒲文国 《山西建筑》2011,37(21):18-19
描述了有限元方法分析梁和框架结构的几何非线性问题,考虑大转动的影响,在有限转动公式的级数展开式中,取二阶近似,从而形成线性刚度矩阵和几何刚度矩阵,推导了大变形情况下梁的本构方程,算例表明:对于较复杂的几何非线性问题,本文提出的方法是有效的。  相似文献   

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