静不定梁在热状态下的弯曲

建立了静不定梁在温度场中热弯曲的微分方程,推导了在小挠度变形条件下静不定梁热弯曲的挠曲线表达式.研究表明,当温度沿梁高呈线性分布时,梁的温度使静不定梁受到轴向热力作用,梁底与梁顶的温度差使静不定梁发生热弯曲.在小挠度变形条件下,考虑轴向热力的作用时,静不定梁的热弯曲是非线性问题;忽略轴向热力的作用时,静不定梁的热弯曲是线性问题.Timoshenko的著名《材料力学》教材,在研究两端固支梁热弯曲问题时,得到了"两端固支梁热弯曲挠曲线表达式有时是意想不到的"结论,即两端固支梁热弯曲挠曲线表达式为零.因此在考虑轴向热力对静不定梁热弯曲影响的基础上,对两端固支梁热弯曲挠曲线表达式为零的结论进行了理论解释,可知两端固支梁在热状态下的变形是一个弹性稳定问题.     

楔形变截面压弯构件的平面内弹塑性稳定

通过数值积分法研究了楔形变截面压弯构件平面内弹塑性弯曲失稳问题 ,然后以大头截面为计算截面 ,建立了变截面压弯构件的轴向荷载和端弯矩之间的相关关系。     

不同荷载工况下双段变截面H型钢梁相关屈曲性能分析

采用ANSYS软件中的板壳元,考虑双重非线性,对梁端受等弯矩、不等同号弯矩、不等异号弯矩和梁上均布荷载和两端简支与固接情况下双段变截面H型钢梁进行了全过程分析,并同时考虑了纵向焊接残余应力、初始几何缺陷的影响。根据获得的构件荷载-位移曲线和不同荷载时刻的构件整体与局部变形形态,对比分析了不同荷载工况对双段变截面梁的承载力、整体刚度、相关屈曲、塑性扩展等性能的影响。研究结果表明,对于受弯矩作用的双段变截面H型钢薄壁梁,其腹板宽厚比可尽量取大值;剪力对梁的相关屈曲性能影响很大,对主要受剪力作用的梁,要防止发生腹板局部屈曲;固接约束极大改善构件性能。     

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<正>媒体重头文章概览基于精细梁模型的向量式有限元分析《土木建筑与环境工程》02/2015精细梁不同于Euler梁和rimoshenko梁,该模型在考虑剪切变形的同时还考虑了横向弯曲时截面转动产生的附加轴向位移及横向剪切变形影响截面抗弯刚度后产生的附加横向位移。推导了适用于向量式有限元分析的精细梁单元应变和内力表达式,采用FORTRAN自编了向量式有限元程序。对悬臂梁、两端固支梁和门式框架进行     

特大增量步算法分析变截面梁问题

针对工程结构中广泛应用的变截面梁,利用基于广义逆矩阵理论的特大增量步算法对变截面梁进行求解。该算法是一种新的迭代算法。在给定变截面梁截面参数后,利用能量原理推导出梁单元的柔度矩阵。通过迭代计算,结果将很快收敛到精确解。给出了两端固支变截面梁算例。计算表明,如果把变截面梁划分成分段等截面的梁单元进行计算,这就要求单元数必须足够多才能保证结果趋于精确解。然而,该算法相比位移法仅需要很少的单元就能得到满意的结果,计算效率和精度得到明显的提高。     

变截面压弯杆的平面外弹塑性稳定

利用ANSYS软件对楔形变截面受弯构件进行弹塑性稳定分析,考虑截面塑性开展,引入通用长细比,在通用长细比中考虑楔率和弯矩线性变化的影响,拟合得到新的弯扭屈曲稳定系数公式.对于变截面压弯构件的平面外稳定,提出弯矩项带指数的光滑曲线相关公式,其中轴力项和弯矩项均取自大端的内力及其截面性质,弯矩项的指数考虑长细比和楔率的影响...     

有肋梁墩式筏板基础设计

有肋梁墩式筏板基础是由柱墩、基础梁和基础底板组成,柱荷载通过柱墩扩散到基础梁和基础底板,最后传到地基.与一般的筏板基础有所不同,由于有柱墩,有肋梁墩式筏板基础梁的内力需按变截面梁计算.本文导出了变截面梁的固端弯矩和剪力,给出了多跨变截面连续梁的弯矩系数和剪力系数,并通过实例说明带柱墩的刚性基础梁计算方法.     

简支楔形工字钢梁的弹性弯扭屈曲

用有限元法计算了双轴和单轴对称楔形工字钢简支梁在不等端弯矩作用下的弹性弯扭失稳临界荷载,与CECS102:2002中公式的计算结果进行了对比,发现后者偏大15%~45%。提出了新的变截面梁临界弯矩计算式,其表达形式与等截面梁的公式相同,便于工程应用。     

交叉梁系结构中变截面杆件(矩形截面抛物线楔形梁)的计算问题

矩形截面抛物线楔形梁作为一种变截面杆件在平面楼盖等交叉梁系结构中经常使用.本文通过求矩形截面抛物线楔形梁的单元柔度系数和刚度系数,提出了交叉梁系结构中矩形截面抛物线楔形梁的单元刚度矩阵,通过求矩形截面抛物线楔形梁的载常数,提出了交叉梁系结构中矩形截面抛物线楔形梁上几种作用荷载的等效节点荷载.     

单调荷载作用下高强混凝土梁受弯性能尺寸效应研究

进行了不同截面尺寸高强混凝土梁的弯曲试验,研究了梁高对其受弯性能的影响。试件采用C70高强混凝土,纵向受力钢筋采用HRB400级钢筋。试件截面尺寸不同,截面长宽比、剪跨比和配筋率等参数保持一致。分析了不同截面尺寸对高强混凝土梁的名义开裂弯矩、名义屈服弯矩、名义极限弯矩、延性以及塑性转动能力的影响。研究结果表明,高强混凝土梁的名义开裂弯矩、名义屈服弯矩和名义极限弯矩无明显尺寸效应,而试件的位移延性系数和塑性铰区的塑性转动能力则表现出明显的尺寸效应,随截面尺寸的增大梁的位移延性系数和塑性铰区塑性转动能力有所降低。     

侧向支撑对楔形梁整体稳定性的有限元分析

借助ANSYS有限元分析软件,分析侧向支撑对钢结构中腹板高度线性变化的简支双轴对称工字型楔形梁的整体稳定性能的影响,着重研究楔形梁的楔率及两端不等端弯矩比值变化时,侧向支撑个数、间距及作用位置的改变对其整体稳定性能的影响,找到楔率、不等端弯矩比值的不同组合下,支撑间距为多少时可忽略支撑个数增加对楔形梁整体稳定性能的影响。研究发现,当支撑作用在楔形梁上翼缘时,满足要求的支撑间距及个数要根据楔率和不等端弯矩的比值情况而定;当支撑作用在楔形梁下翼缘时,以3 m为间距布置支撑已经足够保证梁的整体稳定性,且数量较为合理。     

焊接箱形截面梁抗震性能影响因素研究

为考察板件宽厚比对焊接箱形截面梁抗震性能的影响,对中国、美国、日本和欧洲的钢结构设计标准中的相关规定进行了比较,结果表明各国规范对于梁板件宽厚比限值的规定总体上具有较好的一致性。采用钢材循环加载本构,建立了多尺度非线性有限元计算模型。提出了刚性竖杆 箱形梁加载方式,模拟水平地震、重力荷载与轴向压力对箱形截面框架梁的作用。有限元分析结果表明,在设计常用的板件宽厚比范围内,箱形截面梁的弹性屈曲荷载均显著高于其屈服荷载。在水平往复荷载作用下,随着板件宽厚比减小,箱形截面梁极限变形角与延性系数随之增大,抗弯刚度降低速率变缓,塑性耗能能力显著增强。当满足一级抗震宽厚比要求时,焊接箱形截面梁的梁端截面转角约为1/30。承受轴压作用时梁刚度退化很快,变形能力减弱。当轴压比不大于0.2、满足一级抗震宽厚比要求时,梁端截面转角约为1/50。跨高比对梁承载力影响不大,但变形能力可以大幅度提高。横向荷载对梁抗震性能的影响显著,随着静载比（重力荷载代表值与屈服弯矩之比）增大,骨架曲线逐渐发生平移,抗弯刚度降低,耗能性能减弱。当地震弯矩与静力弯矩方向相同时,箱形截面梁承载力显著降低,静载比0.8时极限变形角可减小约50%;当地震弯矩与静力弯矩方向相反时,梁虽然承载力稍有提高,但极限变形角略有减小。     

基于精细梁模型的向量式有限元分析

<正>精细梁不同于Euler梁和Timos lenko梁,该模型在考虑剪切变形的同时还考虑了横向弯曲时截面转动产生的附加轴向位移及横向剪切变形影响截面抗弯刚度后产生的附加横向位移。推导了适用于向量式有限元分析的精细梁单元应变和内力表达式,采用FORTRAN自编了向量式有限元程序。对悬臂梁、两端固支梁和门式框架进行了算例分析,对比了采用不同梁单元模型下结构的竖向位移。结果表明:当高跨比较小时,3种梁单元的竖向位移     

工字形截面楔形梁的弹性稳定分析

采用摄动法研究了钢结构中常见的工字形截面楔形梁的弹性稳定,并求得工字形截面楔形梁发生弹性失稳时的屈曲模态,利用此屈曲模态函数,即可得到确定工字形截面楔形梁屈曲载荷的特征方程.     

双轴对称楔形工字钢梁的弹性弯扭屈曲

本文利用基于板壳屈曲理论的有限元方法对楔形薄壁构件的弯扭屈曲进行了分析,对两种基于薄壁杆件理论的楔形工字钢梁弯扭屈曲分析方法进行了对比。基于较精确的楔形薄壁构件屈曲理论,对承受线性变化端弯矩作用的楔形梁的弯扭屈曲进行了大量分析,并提出了新的楔形工字钢梁临界弯矩计算公式。该公式形式与等截面梁的相同,便于工程应用。     

三角形变截面缀条柱的弹塑性分析

本文对三角形变截面缀条柱,考虑空间受力状态,初弯曲、结构的几何非线性和材料非线性影响,用矩阵位移法计算在轴向压力、弯矩、剪力和扭矩作用下的结构内力、变形和整体稳定。 用本文的方法对两端铰支、三角形截面偏心受压缀条柱的试验模型进行了计算,理论计算与试验结果比较符合。     

楔形变截面钢管格构柱极限承载力研究

楔形变截面钢管格构柱在技术和经济上具有明显的优势,在实际工程中应用广泛.理论分析表明,考虑楔率、约束和剪切变形影响后,可将楔形变截面钢管格构柱极限承载力的计算转化为等效的等截面钢管格构柱极限承载力的计算.采用有限元计算分析楔形变截面钢管格构柱楔率影响系数、稳定系数和轴力-弯矩相关曲线,提出楔形变截面钢管格构柱极限承载力...     

铁摩辛柯梁弯曲问题的精细积分法

Timoshenko梁弯曲问题的哈密顿对偶方程,是关于梁截面上的广义力和广义位移的一阶常微分方程组,可与现代控制理论的一些问题相比拟。由于系统矩阵具有辛矩阵的特性,数值计算具有良好的稳定性,可将Timoshenko梁弯曲问题的两端边值问题转化成初值问题,用精细积分法求得高精度的数值解。算例计算结果表明,本方法具有较高的精度和适用性,并可方便地用于变截面梁的计算。     

钢筋混凝土梁开裂后刚度退化研究

编制了钢筋混凝土梁截面弯矩-曲率关系计算程序.采用该程序计算了不同混凝土强度等级、不同截面尺寸和不同配筋钢筋混凝土梁截面的弯矩-曲率关系.根据弯矩-曲率关系的计算结果,研究了混凝土开裂至纵向受力钢筋屈服这一阶段梁截面抗弯刚度的变化规律,给出了估计钢筋混凝土梁开裂后截面抗弯刚度的实用方法.可供既有混凝土结构性能检测评定时应用.     

麻竹高速公路边坡加固中的格构锚固优化研究

格构锚杆(锚索)组合加固技术兼顾深层加固与浅层护坡,在高速公路路堑高边坡防护中被广泛采用。针对格构梁优化设计中的一些问题,采用十字交叉格构节点处荷载分配方法,将坡面假定为弹性地基,运用Winkler弹性地基梁理论进行格构梁内力对格构梁的形态参数(间距、截面尺寸、悬臂情况等)的敏感性分析。研究表明:地基梁剪力和弯矩的差异主要表现在边跨上,靠近中间部分弯矩趋于一致;梁的弯矩要比剪力对截面尺寸、间距更为敏感;格构梁的设计应选截面较高、间距稍小、两端悬臂且大约为间距1/3的地梁。研究成果对格构锚固的参数优化具有一定的参考价值。