基于桩土共同作用下的注浆微型桩设计计算

将桩土复合体视为一个整体,简化为连续中厚档板,滑动面以上为弹性板,滑动面以下为刚性板,利用等效刚度原则求到桩土复合体的等效刚度,采用滑动面处位移相等原则,保证桩身在滑动面处的内力和变形位移的连续性以及反应土体的连续性,使计算结果更符合微型桩群的实际受力情况。板的计算参数取用岩土体计算参数,进而计算出桩体的变形位移及内力。通过实例求解得到桩土复合体的位移及内力图,与数值计算方法和悬臂桩法计算所得变形位移及内力图变化趋势相同,且变形位移和内力的计算结果偏大,为桩土破坏提供了一定的安全储备空间。     

基于ABAQUS的高速公路空心墩模板的数值模拟

针对贵州新田大桥某一薄壁空心墩在浇筑混凝土过程中内外模板的内力及位移是否满足国家现行规范要求的问题,应用数值计算软件ABAQUS进行建模并计算内力和位移,在浇筑过程中进行实时监测,将现场测得的位移与数值模拟结果进行对比.结果表明,模拟值与实测值有稍许偏差,但在合理范围内,证明模型具有一定的合理性;模板的对拉螺栓及横肋对整个结构的变形起到了很好的限制作用,提高了整个模板的刚度;内模板的受力相对于外模板较大,在设计和施工的过程中需要特别注意.     

考虑工程桩存在对深基坑变形性状影响的有限元分析

针对基坑计算中存在的问题,分析工程桩的存在时基坑的变形性状,并与不考虑工程桩的存在时的计算结果作比较.考虑到用三维方法计算量非常大,笔者采用平面有限元法.采用轴向刚度等效的方法模拟基坑内存在的工程桩,有限元分析表明,工程桩的存在对基坑变形和支护结构内力产生影响.对深基坑工程中工程桩对基坑变形、周围土体应力场和位移场的影响做较为深入的对比分析.     

面内变形曲梁的显式单元刚度矩阵

目的针对平面内变形的微圆段进行研究,给出等曲率梁的显式单元刚度矩阵,以便对含等曲率梁的结构进行分析．方法求解等曲率梁的微圆段平衡微分方程,获得等曲率梁的杆端力计算表达式．利用截面内力与应力关系、本构方程以及应变与位移关系,推导等曲率梁的任意截面内力与位移的关系,进而推导任意截面的位移与杆端位移之间的关系．根据等曲率梁的杆端力表达式及杆端位移表达式得到等曲率梁的杆端力与杆端位移的关系式．结果通过对平面内变形等曲率梁研究,给出了等曲率梁的任意截面处内力的计算公式以及杆端力表达式;得到了等曲率梁的任意截面处的内力与位移之间的关系式;给出了等曲率梁的任意截面处位移的计算表达式和杆端位移表达式;得到了等曲率梁的杆端力与杆端位移关系式．结论针对平面内变形的等曲率梁,笔者给出了一种解析的显式等曲率梁的单元刚度矩阵,该单元刚度矩阵可用于含等曲率梁的杆系结构的有限元分析．     

张力结构位移限制下的形状调整强度优化分析

为了提高张力结构的刚度和减小结构受力,在结构杆件中引入作动器,主动调整杆件的长度,改变结构的形状.定义结构的合理工作状态系数,推导作动器的主动变形向量与结构内力向量、结点位移向量等的几何非线性迭代矩阵表达式.以结构工作状态系数最小为目标,以作动器主动变形量为未知量,考虑索的应力约束、结点的位移约束以及作动器参数等约束条件建立优化模型,并编制相应的求解程序.通过算例表明,在作动器调整张力结构的形状后,在相同荷载作用下,结构的刚度获得提高,并且仅通过在索中布设作动器,可以达到杆件受力减小而结构刚度增大的优化目的.     

斜加劲梁柱节点翘曲传递分析

对梁和柱内的翘曲位移及其双力矩通过斜加劲的梁柱节点的传递提出了新的数学分析模型.新模型除了节点区内梁柱翼缘在自身平面内的弯曲变形和扭转变形外,还考虑了斜加劲肋在自身平面内的弯曲变形和扭转变形、节点区腹板对斜加劲肋扭转变形的约束,得到了节点域双力矩的计算公式.算例表明,提出的模型与板壳有限元方法结果符合非常好,而传统的梁柱翘曲连续的处理方法与板壳有限元方法结果有较大的误差.该方法可以简单地通过修改传统的薄壁杆件单元刚度矩阵来实现,并可以解决薄壁构件框架弯扭线性和非线性分析.     

分布荷载下简支梁大变形的优化算法

目的研究分布荷载作用下的简支梁大变形问题的直接优化算法,求解复杂载荷作用下几何非线性梁的转角与位移.方法以平衡状态下梁未知转角和未知坐标为设计变量,通过含未知坐标的子段内力和变形关系与总体坐标累计计算,建立了确定未知坐标的复杂嵌套式动态目标函数,形成梁大变形量计算的优化问题,并编制计算程序分析典型实例.结果获得了分布载荷作用下的简支梁产生大变形时的各分点转角与位移,通过与Ansys 9.0有限元软件计算结果相对比,表明研究算法的正确性.结论通过分布载荷作用下梁的大变形算法分析,为复杂几何非线性静动态问题求解提供了新方法.     

薄壳结构几何非线性全过程分析

本文简要推导了包括荷载刚度矩阵在内的大变形等参数薄壳单元的切线刚度矩阵，并介绍了平衡路径的跟踪方法，用自行研制的计算程序ＮＡＰＳ－１对几种薄壳结构进行了几何非线性全过程分析，讨论了结构的初始几何缺陷、和自重等因素对其屈曲线性能的影响。     

隧道开挖引起管线沉降计算的刚度修正法

在城市地铁隧道掘进中,地层位移会对密布的城市地下管线形成较大的威胁.由于管-土-隧道相互作用问题的复杂性,除了数值分析方法以外,一般在工程实践中均忽略了结构刚度对其变形的影响作用,因此结构变形预测结果大大偏于保守.在理论分析的基础上,通过机理研究和实测数据的分析,提出了管线变形及其内力计算的高斯分布模型与结构刚度影响机理;给出了管线沉降槽宽度系数K和管线刚度之间的经验关系,建立了考虑隧道-管-土相互作用的管线沉降和内力的预测方法——刚度修正法.     

连续刚构预应力U型薄壳渡槽有限元分析

使用非线性有限元程序系统ADINA ,对南水北调中线穿黄连续刚构方案的预应力U型薄壳渡槽进行了结构分析 .给出了静力分析结果和动力特性分析结果 .结果表明 ,与简支方案相比 ,连续刚构方案结构减小了变形、应力和钢筋用量 ,最大压应力和最大拉应力均满足规范中的强度设计要求 ,最大位移也满足刚度要求 .同时还对原设计方案提出了改进建议     

惯性矩二次变化变截面梁柱几何非线性分析

为研究考虑剪切变形的变截面梁杆结构几何非线性问题,应用Timoshenko梁理论,采用位移、转角独立插值的方法,获取考虑剪切影响的惯性矩二次变化变截面梁单元的形函数;从严格的虚功增量方程出发,建立同时考虑轴力、剪切、弯曲效应及其耦合项的平面变截面梁柱单元几何非线性增量平衡方程,得到惯性矩二次变化变截面梁单元大位移切线刚度阵;与经典算例进行对比,验证了本文方法的精确性与有效性．     

加肋缺陷旋转壳非线性数值分析

本文用加权残值法成功地研究了具有初始几何缺陷的子午向加肋旋转壳的小应变、大转动、大位移问题。文中把子午肋作为曲梁来处理，推出了子午肋４种变形组合下的几何非线性应变阵又肋截面主惯性轴方向任意时的内力方程。用最小二乘配点法建立求解式，用联合法解非线性方程组。用简便而相对精确的方法解大变形组合壳体是本文的特点。     

计算弯曲变形的几何法

弯曲变形问题本质上是几何问题,即杆轴线上任意点的位移都可以视为由起点处横截面的转角和杆的弯曲导致的。基于此来找出位移与微段杆弯曲、起点处横截面的转角的关系式,引入弯曲变形与内力的关系式,从而将杆的位移表示成杆的弯曲和旋转。该方法可以拓展到任意形状杆件的平面弯曲变形的计算,且对比传统方法更具一般性;而且在增加初参数的情况下,该方法可以分析超静定杆件的弯曲变形问题。通过两个求解杆弯曲位移方程的算例,验证了该方法的正确性。     

杆件剪切变形对壁式框架受力性能的影响

给出计算壁式框架的两种方法,再以某10层大开洞剪力墙为例,采用通用有限元程序SAP2000,建立壁式框架模型,探讨杆件剪切变形对结构受力性能的影响,并给出合理建议.     

膜结构大变形分析的向量式有限元4节点膜单元

基于向量式有限元基本原理,首先推导了4节点膜单元的基本公式,详细阐述了通过逆向运动获得单元节点纯变形位移的过程,以及进一步通过变形坐标系获得单元节点内力的求解方法;同时对4节点膜单元的位置模式和内力计算的数值积分等问题提出了合理可行的处理方法。在此基础上编制了4节点膜单元的计算分析程序,通过算例分析验证了理论公式和所编制程序的正确性和有效性,进而将本文方法应用于气枕充气和布料悬垂等膜结构大变形大转动问题的计算分析。     

新型装配-现浇式密柱结构墙体的轴心受压性能

为提升新型装配-现浇式密柱结构的抗震性能,通过对2榀模型在竖向荷载作用下的试验及有限元分析,研究了其在正常使用阶段和承载极限状态时墙体各截面应力、裂缝、变形、破坏形态及平面外位移．结果表明:结构在正常使用荷载下具有较大的承载能力和刚度,破坏具有一定的延时,未出现平面外失稳;预制外壳与现浇柱联结性能良好,不会出现滑移错动;预制外壳的增加能显著提高结构承载性能,采用“最优尺寸”的截面设计能更好地发挥结构抗压性能．新型结构满足住宅在竖向荷载组合作用下的可靠性要求,一般层高的墙体在重力荷载作用下不会发生平面外失稳破坏．     

复杂载荷下含体积性缺陷弯管的塑性极限载荷

通过非线性有限元分析给出了含体积性缺陷弯管在内压、面内弯矩、面外弯矩和扭矩作用下的塑性极限载荷。对与体积型缺陷（长轴、短轴和深度）和管线（外径、壁厚和弯曲半径）有关的几何变量进行了系统的分析,并考虑了内压和面内弯矩、面外弯矩和扭矩的组合。结果表明壁厚、缺陷深度和缺陷方向对极限载荷影响较大。     

考虑畸变的开口薄壁构件变形方程及其应用

为简化考虑截面畸变的薄壁杆件力学分析,提出一种把薄壁杆件拆分为两个较简单的部分分别分析、按需综合的方法。该文重点探讨截面畸变变形的效应分析：首先基于薄板小挠度弯曲理论,建立矩形板条的面外弯曲变形方程,然后适当简化截面畸变的变形形式和平衡条件,实现反映开口薄壁杆件畸变和扭转性能的“板件面外弯曲综合抗力体系”分析,最后与另文探讨的薄壁杆件“板件面内拉弯综合抗力体系”的分析进行综合,建立考虑截面畸变的开口薄壁杆件常微分变形方程。与目前较为常用的广义梁理论及有线条法相比,该方法无需进行截面正交分析或假定变形沿杆长的分布。为提高方法的实用性,文中还基于该变形方程,探讨了薄壁杆件单元刚度方程等矩阵位移法诸实现要件,据此编制的通用程序计算结论与基于壳单元的ANSYS软件算例结论吻合良好。     

One-piece coal mine mobile refuge chamber with safety structure and less sealing risk based on FEA

In order to reduce the risk of sealing and improve the structural strength for a coal mine mobile refuge chamber,a new type of one-piece model was designed.Mechanical and mathematical calculation performed an important role.Calculated according to statics and relevant contents,the structure had the same total volume as the traditional segmented structure,but had shorter length,wider width and greater height.Those prevented the structure from stress or deformation failure.Some reinforcing ribs with enough moments of inertia were welded in the external shell.Because of the one-piece structure,this refuge chamber reduced the risk of sealing which was a serious problem of segmented structure.Impact load with 300 ms duration and0.6 MPa over-pressure was settled.Explicit nonlinear dynamic analysis program was used to simulate the response of the refuge chamber.The maximum stress and the maximum displacement were obtained.The refuge chamber including blast airtight doors could meet the rigidity requirement.Weak parts of the chamber were the front and back end shell where bigger displacement values occurred than others.Thus,the calculation indicated that the refuge chamber could meet structural safety requirements.Based on the numerical analysis,suggestions were put forward for further resistance ability improvement.Only large inclined shaft with larger wellhead was suitable for this one-piece coal mine mobile refuge chamber.     

纤维加筋土剪切过程中颗粒运动特征研究

为探究纤维对土体的加固机理,通过离散元法进行直剪试验,分析纤维土与素土在剪切过程中颗粒运动特征。建立素土模型与0.6%纤维含量的纤维土模型,选取3个典型位移点,分析在典型位移点下素土与纤维土的运动特征,得出如下结论：纤维土在剪切部位位移较大,在上部位移较小,体现出了更大的整体性。在峰值位移前,纤维土的大转角区域较素土大。峰值位移后,素土的大转角区域较粗,周围土体基本不存在大转角区域;纤维土的大转角区域较细,周围土体存在大转角区域且呈条状分布。纤维土的大转角主要分布在剪切处与纤维处。素土的剪切带较纤维土的剪切带大。剪切带内纤维土的相对滑动与相对转动都略大于素土。剪切带外纤维土与素土的相对滑动与相对转动相差不大。不论剪切带内外土体的相对滑动与相对转动都随着剪切发展而增加。