柔性系杆钢管混凝土拱桥承载力分析

为研究柔性系杆钢管混凝土拱桥的极限承载力,以某280m主跨桥为例,借助有限元程序建立空间有限元模型,采用三种不同计算方法对大桥的极限承载力进行研究,研究过程中引入考虑套箍效应的钢管内混凝土本构关系,得出了不同工况下大桥的极限荷载系数、破坏模式以及荷载-位移曲线之间的关系。结果表明:某特大桥的极限承载力满足要求,破坏模式均为面外失稳破坏;采用线弹屈曲方法和仅考虑结构几何非线性的方法均会过高地估计结构的极限承载力,但线弹性方法甚至不能真实的反应结构的破坏模式,要准确评估出拱桥等桥梁结构的极限承载力,必须考虑结构几何与材料的双重非线性。     

基于刚度修正法的杆系结构非线性破坏分析

大跨度空间杆系结构非线性稳定性直接影响着结构承载能力。空间杆系结构非线性稳定问题包括材料非线性和几何非线性两方面,利用力转换矩阵和位移转换矩阵建立了考虑双重非线性的杆系结构刚度修正法,并推导了双线性破坏准则下杆系结构刚度修正法的理论计算公式。利用MATLAB软件编程开发了基于刚度修正法的杆系结构数值计算软件,通过铰接桁架和六角星型穹顶两个算例讨论了杆系结构刚度修正法对结构非线性稳定承载力计算的影响,并同有限元软件ANSYS分析结果进行了比较。结果表明:刚度修正法通过引入力转换矩阵和位移转换矩阵充分体现了材料双重非线性影响,考虑了弹塑性阶段材料应力强化作用,能更准确地计算结构非线性稳定极限承载力。     

上海浦东国际机场T2航站楼静力弹塑性分析

上海浦东国际机场T2航站楼结构为复杂大跨混合结构,采用NosaCAD2005有限元程序建立其结构分析模型.模型主要由非线性杆单元组成,包括梁、柱和二力杆单元,梁、柱采用三段变刚度杆模型,以受弯为主的梁单元截面弯矩-曲率关系采用二折线和三折线模型,柱和二力杆截面采用纤维模型.参照试验所得参数,选用模态和均匀加速度组合惯性力加栽方式进行了弹塑性推覆分析,研究了该结构的变形、内力、破坏情况的发展历程,对该结构的抗震性能进行了评价.     

输电铁塔交叉斜材非线性极限承载力研究

本文利用大型有限元通用程序ANSYS建立了输电铁塔中数量较多、构造复杂的交叉斜材体系的有限元模型 ,对其极限承载能力进行了全面的非线性分析。并对拉杆为压杆提供中间支撑问题进行了详细的分析和计算。计算结果以及变形图表明 ,当拉杆和压杆内力比值在 0和 1之间变化时 ,体系的极限承载力与该比值近似于线性递增关系 ,最后根据分析结果提出了一种简单实用的计算方法     

剪切变形和轴力二阶效应对杆单元刚度的影响研究

杆单元刚度方程是进行杆系结构有限元分析的基础。本文用稳定函数来综合考虑剪切变形和轴力二阶效应对杆单元刚度的影响,建立了杆单元刚度方程的精确式,并给出了计算稳定函数的数值算例,说明了剪切变形和轴力二阶效应对杆单元刚度的影响。     

大位移杆系结构几何非线性分析与稳定性计算的有限元方法

本文介绍一种基于大位移小变形基础上的杆系结构非线性分析方法,在应力应变关系保持在线弹性范围内的条件下,该法的应用不受位移值的限制。尤其对杆单元组成的结构而言,该法具有极高的精度。     

平面钢管桁架拱平面外稳定试验研究与有限元分析

对2个跨度为10 m的圆弧形平面圆钢管桁架拱模型进行全跨均布荷载作用下的静力试验研究,分析了平面钢管桁架拱的平面外稳定承载力。引入平面外转动弹簧单元、水平位移弹簧单元,建立弹簧-杆系有限元模型,对试验模型进行非线性有限元分析。试验和有限元分析结果表明：下弦杆无平面外支撑的平面钢管桁架拱,在极限状态时,受压上、下弦杆发生侧向弯曲失稳,并引起整体平面外弯曲失稳破坏;圆钢管相贯节点的平面外转动刚度对试验模型的平面外稳定承载力影响显著。弹簧-杆系有限元分析结果与试验结果较为吻合,可为同类型结构的平面外稳定分析、设计提供参考。     

空间衍架极限承载力

为分析空间桁架结构的极限承载力，采用基于更新拉格朗日描述的空间梁单元和球面弧长法计算压杆的荷载一位移全过程，将计算得到的压杆荷载一位移曲线分段线性化考虑杆件材料非线性、并据此编制了非线性有限元分析程序     

空间KK型钢管—板节点受力性能分析

针对特高压输电塔结构空间KK型钢管—板节点进行非线性有限元分析,考查了节点的破坏模式和极限承载力。重点分析了腹杆加载比例、几何参数和主管应力比等对空间KK型钢管—板节点极限承载力的影响。结果表明,腹杆加载比例为正时,节点极限承载力随其增大而显著降低;腹杆加载比例为负时,其对节点极限承载力的影响不大;主管应力比对节点极限承载力的影响随腹杆加载比例的变化而对节点的受力性能形成复合影响效应。在此基础上,通过对数值结果的回归分析,并综合考虑各种因素对节点极限承载力的影响,提出了该类节点的极限承载力计算公式。     

空间桁架极限承载力

为分析空间桁架结构的极限承载力，采用基于更新拉格朗日描述的空间梁单元和球面弧长法计算压杆的荷载－位移全过程，将计算得到的压杆荷载－位移曲线分段线性化考虑杆件材料非线性、并据此编制了非线性有限元分析程序。