平端板连接半刚性梁柱组合节点的初始转动刚度

在现有研究成果的基础上,推导了柱腹板抗压、抗拉和抗剪刚度;钢筋抗拉刚度;柱翼缘和端板抗弯刚度;混凝土楼板抗压刚度等.在此基础上,利用组件法,推导了组合节点初始转动刚度的计算方法、考虑了组合节点承受正弯矩、负弯矩作用的情况.与试验数据比较表明:该方法具有很好的计算精度.给出的初始刚度计算公式,既适用于按照完全抗剪连接设计...     

半刚性梁柱节点连接的初始刚度和结构内力分析

给出了考虑节点半刚性连接的线性化模型初始刚度的计算公式,推导了半刚性连接在荷载作用下的内力计算公式,讨论了半刚性连接对框架内力的影响。通过分析表明,半刚性连接的初始刚度主要与连接件的抗弯刚度、板厚以及螺栓的分布位置有关。半刚性连接框架受连接柔性的影响,钢框架采用半刚性连接会使横梁的杆端负弯矩减少,而跨中正弯矩要相应增加,按刚性连接设计不符合实际受力情况。其结果将高估由梁端传到柱的负弯矩而低估梁的跨中正弯矩,框架的半刚性连接对结构受力性能有明显影响,在钢框架分析和设计中,应考虑半刚性的影响。     

钢结构梁柱节点设计分析

本文结合钢结构梁柱连接节点的基本特性介绍了钢结构的几种梁柱节点,并提出了相应的设计方法     

高层钢框架梁柱节点连接类型的判定分析

本人对常用的七种钢结构梁柱连接形式进行了计算分析，得同了这些连接形式在常用尺寸下为刚性，半刚性，柔性的界限，可供工程设计人员参考。     

剖分T型钢梁柱连接框架中柱空间节点抗震试验研究

为研究空间剖分T型钢半刚性梁柱连接节点的抗震性能,以钢框架中柱节点为研究对象,对2个空间剖分T型钢连接节点模型,2个平面剖分T型钢连接节点模型和1个空间刚性节点模型进行了以柱端为加载模式的空间拟静力试验。通过试验现象分析了不同节点变形特性、塑性发展及破坏模式;由试验数据分析了不同节点的强度、转动刚度、滞回特性、延性系数和耗能特性。研究了空间剖分T型钢连接节点与空间刚性节点和平面剖分T型钢连接节点的受力差异性。研究成果表明：空间半刚性节点在空间荷载作用下与平面半刚性节点在平面荷载作用下具有不同的受力特性。     

钢结构梁柱半刚性端板连接弯矩-转角全曲线计算方法

提出了一种计算钢结构梁柱半刚性端板连接转动变形的方法,通过与试验结果比较得到验证,该方法不但能够很好地计算端板连接的整体转动变形特性,包括初始转动刚度和弯矩-转角(M-φ)全过程曲线,而且能够较好分析计算其转动变形的各种来源,包括节点域剪切变形、螺栓伸长、端板和柱翼缘弯曲变形等,从而能够提供弯矩-剪切转角(M-φs)和弯矩-缝隙转角(M-φep)曲线,为准确分析端板连接的细部转动变形特性提供了可靠依据,同时也为我国钢结构设计规范关于节点转动变形的具体设计计算方法提供了有益补充。     

均布荷载作用下榫卯连接木梁的解析解

基于弹性力学的半逆解法,在均布荷载作用下的简支木梁、铰接木梁和固接木梁解答的基础之上,结合中国古建筑榫卯节点半刚性连接的特点,通过引入两个表示半刚性的参数,得到了榫卯连接木梁内应力分布的多项式解答。通过对一个随梁实例的计算,分析了两个半刚性参数对梁内应力分布的影响,又通过比较榫卯梁和简支梁、铰接梁及固接梁内应力分布的特点,发现剪应力对于木梁尤其是榫卯木梁的影响不能被忽略。该文最后指出,榫卯节点的刚度随荷载的增大是在不断变化的,并给出了变荷载作用下半刚性参数的确定方法。     

基于结线解析函数的半解析有限元方法

本文提出一种适用于具有复杂边界条件的矩形板的半解析有限元方法,它是对有限条方法的改进。本方法从结线位移出发构造半解析函数,推导动力平衡方程。给出了几种板的自由振动和静力问题的数值算例,表明本方法具有很好的精度。     

H形梁柱节点域弹性刚度的修正计算公式

对钢框架H形梁柱节点承受梁端不平衡弯矩时的节点域弹性刚度进行研究。考察了节点域的变形组成,在合理假定基础上,经理论推导得到只考虑纯剪切作用的弹性刚度上限值,以及同时考虑双向弯曲影响的弹性刚度修正计算公式。基于经试验校准的有限元模型,进行了不同几何尺寸的梁柱节点参数分析,并以数值拟合得到在一定程度上修正理论推导时各类假定所导致误差的修正公式。经与试验及有限元弹性刚度值的比较,显示该文提出的两个修正公式能更准确地计算节点域弹性刚度。     

偏心钢结构节点梁柱-核心区受力机理研究

某些工程处于建筑布置和使用的需要而采用钢结构偏心连接节点。偏心节点由于受到扭转作用,而在节点核心区产生较为明显的应力集中。该文借助有限元模型,对偏心连接梁-柱钢结构节点的受力特征进行分析,表明偏心节点核心区存在明显的三维扭转效应,以及梁柱截面的畸变翘曲效应。在受力特征分析的基础上,提出了钢结构偏心节点核心区的耦合效应计算模型。通过与有限元模型进行比对验证和参数分析,对梁柱截面畸变角函数进行修正和标定。分析表明,该文提出的偏心节点核心区耦合效应分析方法能够较准确计算梁柱截面畸变翘曲正应力与弯曲正应力,可供设计参考。     

复合材料结构三维分析的半解析方法

本文将探讨适用于各类复合材料结构分析的一种半解析半数值方法。这种方法比理论分析方法适应性强,易于掌握;又比目前纯数值法计算工作量少,精度高,易于在微机上实现。这类方法的提出与应用,将有助于复合材料力学分析手段的发展。     

半解析有限元法分析环向加劲圆柱壳外压稳定性

采用一般有限元法分析环向加劲圆柱壳外压稳定性需要用确定的单元结点位移描述待定的各种失稳波形的变化,从而造成单元划分较多,基函数复杂,所需计算机内存大,往往使稳定性分析难于实现。本文利用半解析有限元法来分析圆柱壳的稳定性,可以利用解析的成果代替一般有限元法的离散化处理,有效地解决了用一般有限元法要遇到的难题。半解析有限元法的特点是:在位移模式中,周向引入圆环板和圆柱壳的解析函数,轴向和径向采用了离散型的内插多项式函数。由于采用了解析函数与离散函数相结合的位移模式,所以不但减少了自由度,并提高了计算精度,而且也能方便地处理各种复杂的结构及其不同的连接方式。本研究采用了几何非线性大挠度理论,据此,推导了单元的弹性刚度矩阵和几何刚度矩阵。在稳定性计算中,把求解失稳荷载和失稳变形形态的问题,转化为数学上求实矩阵的最大特征根及其特征向量的问题。本文最后给出了计算实例,计算结果与理论解吻合较好,说明此法是切实可行的,并且具有广泛的使用范围。     

顶底角钢连接半刚性钢结构抗震性能数值分析

为了研究顶底角钢连接半刚性钢结构的抗震性能,介绍相关文献中角钢的屈服荷载及初始刚度的计算,基于角钢的拉压试验结果,验证角钢的屈服荷载及初始刚度计算方法的准确性并对角钢的屈服荷载计算公式进行修正,进而提出角钢在反复拉压荷载下的恢复力模型;编制角钢连接单元,提出基于有限元软件OpenSEES的顶底角钢连接半刚性钢结构的建模方法,对顶底角钢连接半刚性钢结构低周往复试验、振动台试验进行数值模拟,所得结果与试验结果进行比较,结果表明:该文提出的建模方法具有单元少、自由度少、建模方便、计算效率高、耗时少等优点,采用该文方法进行的数值模拟与试验结果吻合较好,精度能满足工程需求。     

平面裂纹应力强度因子的半解析有限元法

利用弹性平面扇形域哈密顿体系的方程,通过分离变量法及共轭辛本征函数向量展开法,推导了一个圆形奇异解析单元列式,该单元能准确地描述平面裂纹尖端场。将该解析元与有限元相结合,构成半解析的有限元法,可求解任意几何形状和载荷的平面裂纹应力强度因子及扩展问题。对典型算例的计算结果表明本文方法简单有效,具有令人满意的精度。     

半解析法确定大型桥跨结构的影响场

本文引出了影响场的概念,给出了用半解析分析法确定大型桥跨结构影响场的原理与方法：并以某大型悬索桥为例,计算了桥跨结构某处的应力影响场,得出了一些很有意义的计算与分析结果。     

一类双壳结构振动特性的半解析法

以Hamilton正则方程的半解析法为基础,为一类双壳结构的振动特性提出了一种新的数学模型.基本步骤:(1)独立地建立内外壳和连接筋的线性方程组;(2)考虑到内外壳和连接筋的界面上的应力和位移的连续性,联立内外壳和连接筋的方程,从而得到全结构的方程组.主要优点是:采用了同一种Hamiltonian等参元离散壳和连接筋,结构的转动惯性、剪切变形等因素都得到了考虑,而且不限制壳的厚度和筋的高度;该方法象一般的有限元法一样适应复杂的边界条件和由多种材料构成的结构.本文的方法可推广用来研究加筋复合材料或加筋压电材料层合壳及相应的双壳结构的动力学问题.     

半刚性连接钢框架二阶弹塑性稳定分析的QR法

基于QR法研究半刚性连接钢框架的稳定性,采用梁两端附带零长度转动弹簧的通用半刚性连接梁单元,通过转动弹簧和Kishi-Chen三参数模型来模拟梁柱半刚性连接的非线性力学性能,考虑二阶效应的影响,采用塑性铰模型及修正的Newton-Raphson迭代法,建立了平面钢框架二阶弹塑性稳定分析的QR法计算格式和步骤,并设计了相应的C++源程序,最后通过典型算例分析了半刚性连接钢框架的稳定性能,表明了该算法的优越性。     

地震荷载下双腹板-顶底角钢连接半刚接钢框架的动力特性研究

利用大型有限元分析软件ANSYS对双腹板、顶底角钢半刚性连接的钢框架进行了三维弹塑性动力有限元分析。该分析采用了有限元实体建模,考虑了钢框架连接节点的非线性、几何非线性以及材料非线性等因素。通过有限元数值模拟分析得出了在地震荷载作用下,半刚性节点刚度的变化对钢框架的基本自振周期、楼层剪力、楼层位移、楼层加速度和节点的弯矩-转角关系的影响规律,并将部分数值模拟分析结果与拟动力试验结果进行对比,发现这两种研究方法所得结果基本一致。通过该文的分析,得出了节点刚度的变化对结构动力特性影响的一般规律,为今后高层钢结构设计和钢结构规范的修改提供了一定的理论依据。     

大跨度钢结构施工过程的结构分析方法研究

近几十年来大跨度空间结构在世界范围内得到了长足的发展.这些大跨度钢结构的施工过程中遇到了很多在中小型钢结构建造过程中从未遇到过的问题,如大型构件吊装过程中的强度、刚度和稳定性,拆撑过程中永久结构和临时结构的相互作用及其安全性等.用施工力学的方法对施工过程进行预分析,不仅可以优选结构施工方案,而且可以与施工同步实测的数据进行比较,保证结构施工安全顺利地进行.基于有限元方法,开发了针对大跨度钢结构施工过程分析的方法和程序,可以建立在ANSYS、MARC等大型有限元平台上,并充分考虑施工步骤,施工荷载,支撑条件变化,拆撑过程等的影响,对结构施工进行全过程的跟踪模拟分析.     

钢框架梁柱节点转角理论模型和测量计算方法

梁柱节点转角对钢框架的内力和变形及其梁与柱构件的设计有着重要的影响。由于研究环境和研究方法的差异,国内外研究者大多采用自己定义的节点转角和测量计算方法,其测量得到的节点转角中大多包括梁与柱变形的影响,使已取得的大量研究成果在其适用性和可比性上存在较大的不足。该文比较分析了目前国内外学者提出的钢框架梁柱节点转角定义和测量计算方法,对全焊接节点及栓焊混接节点提出了改进的节点转角测量计算方法,并验证其精确性和可行性;随后采用较为合适的节点简化理论模型,结合节点转角测量计算方法进行整体分析,讨论其准确性。有限元分析结果显示该文建议的3 种节点转角测量计算方法具有很高的精度,而选取节点域斜向弹簧模型进行整体框架的简化分析时,不仅可以考虑节点转动的影响,而且其分析计算结果具有很高的精确性。