考虑水平摩阻和双重剪切的弹性地基梁分析

考虑地基水平摩阻和抗剪能力及梁的剪切变形影响,建立双参数地基Timoshenko深梁的平衡方程,导出微分方程的初参数解和传递矩阵法,利用初参数解建立有限元列式和单元内均布荷载、集中力、集中力偶等非结点荷载的等效公式。当水平摩阻劲度系数为0时,地基退化为传统的双参数地基,当抗剪劲度系数为0时,可进一步退化成Winkler地基,当梁的抗剪劲度无穷大时,Timoshenko梁可退化成Euler梁,因此本模型是一种通用模型。利用传递矩阵法和有限元法分析不同地基模式对在跨中集中力偶作用下两端自由Timoshenko梁的影响、水平摩阻对在集中力、集中力偶和分布荷载共同作用下的一端铰支一端自由阶梯Timoshenko梁的影响。算例结果表明:传递矩阵法结果与有限元结果完全一致,可相互验证其正确性,有限元精度不依赖于单元划分密度,水平摩阻对弹性地基梁有较大影响。     

考虑水平摩阻力的弹性地基梁非线性分析

基于传统文克尔弹性地基梁理论,考虑梁土间的摩阻效应、梁的纵横向变形耦合及变形的几何非线性,建立出相应的弹性地基梁挠曲变形控制微分方程。引入Galerkin法,导出了对称荷载作用下有限长梁的挠曲变形、转角、剪力及弯矩的非线性解析解。在此基础上,分析探讨了外加荷载、地基梁刚度、梁与土体之间的水平摩阻力、竖向地基反力系数等因素对地基梁位移及内力的影响。分析结果表明:水平摩阻力并不影响地基梁位移及内力的整体变化发展趋势,但将导致地基梁位移及内力值的降低,且水平摩阻力越大,其对地基梁位移及内力的影响也就越大,此外,当地基梁抗弯刚度越大,水平摩阻力对梁位移及内力的影响反而越小。     

粘弹性地基中考虑桩体剪切变形的单桩水平振动解析理论

基于动力Winkler模型(BDWF)对粘弹性地基中单桩水平动力响应进行求解。采用与频率相关的刚度系数和阻尼系数来模拟动反力，桩体则被简化为Timoshenko粱，同时考虑了其弯曲和剪切变形，得到了单桩水平振动更为精确的解析解。通过与基于桩体被简化为Euler梁模型的理论比较，得到了均匀土层中可以将桩体近似简化为Euler粱来处理的界限桩长。在一般情况下，这个界限桩长在8倍的桩径左右，而且其值基本上不受无量纲频率及桩体刚度比的影响。同时，从分析中还可以发现，忽略桩体的剪切变形，会使实际计算值偏小，这在实际工程中县偏于不安全的.     

基于Timoshenko与高阶剪切变形梁理论的RC梁极限承载力分析

分别应用Timoshenko和高阶剪切变形梁理论,推导出能够考虑剪切变形的钢筋混凝土梁柱截面非线性分析模型,并提出应用横向正应变和剪应变的关系系数来计算混凝土开裂后的截面高度变形,采用基于修正斜压场理论的Stevens等的本构模型以避免混凝土的裂缝验算;数值模拟了正截面破坏以及集中荷载作用下有腹筋和无腹筋RC梁的极限承载力。结果表明:按2种理论计算的结果与试验数据吻合良好;基于Timoshenko梁理论的分析模型的结果更接近试验数据,收敛性也更好。     

摩阻效应对长节段现浇梁的应力影响

为研究现浇梁与模板支架耦合产生的摩阻效应对现浇梁的应力影响,文中依托某跨铁路转体斜拉桥,通过有限元软件ANSYS建立长节段现浇梁与模板支架接触耦合模型,分析了不同摩阻系数下现浇梁的应力状态.结果表明摩阻系数的增大会导致现浇梁底板中心压应力减小,导致有效预应力施加不足,对现浇梁应力状态的影响是不容忽视的.为相关工程研究提...     

Euler梁和修正Timoshenko梁的地震反应对比分析

基于修正Timoshenko梁的动力方程,推导出其自振频率、动位移、弯距及剪力计算式。并与Euler梁模型进行对比,分析了影响两种梁模型的修正系数μi,此系数随阶数、高跨比及剪切影响系数的增大而减小并且逐渐远离1的位置,致使两种梁模型的计算结果偏差增大。同时,对比分析了矩形截面梁的波数及梁高对两种梁模型的地震反应影响,分析结果表明:梁高较大或者波数较多时,两种梁模型的计算结果差别较大。同时注意到Euler梁的频率与波数始终呈非线性增长;而当梁高达到一定值时,修正Timoshenko梁的频率将会与波数呈线性增长。     

考虑桩基剪切效应的盾构开挖对邻近桩基水平向变形分析

盾构隧道开挖将引起土体卸荷,会对邻近既有桩基产生不利影响,为探究既有桩基在邻近盾构开挖下的水平向响应规律,针对已有研究的不足,提出了一种在邻近盾构开挖下能考虑桩基剪切效应的计算桩基水平向响应的简化算法。首先既有桩基被视为置于Pasternak双参数地基上的铁木辛柯梁,然后由两阶段法建立起考虑桩基剪切效应的桩基水平向变形控制微分方程,利用有限差分法解得附加荷载作用下的桩基水平向变形解析解。通过离心试验、监测数据的对比,验证了该方法的合理性。并在给定的桩土参数下,把同时考虑桩基剪切和弯曲变形的解析解与只考虑桩基弯曲变形的退化解进行对比,发现较之于欧拉–伯努利梁法,盾构对桩基扰动程度的影响,扰动越大,剪切效应体现越明显,由铁木辛柯梁法计算的位移值与弯矩值更接近实测数据。     

U梁预应力摩阻试验信息集成与测试方法研究

结合某城市轨道交通U型梁工程实例,开展了此类桥型预应力孔道摩阻损失试验,分析了该试验的测试原理及信息集成方法,实测了预应力孔道摩阻损失值,得到了针对U型梁预应力束孔道摩阻系数的取值,为此类桥梁预应力施工提供了参考依据。     

Pasternak地基上Timoshenko梁内力与变形的有限差分法

针对Pasternak弹性地基上Timoshenko梁的内力和变形,建立梁的挠度微分方程,应用有限差分方法得到挠度的递推公式,根据地基梁两端点的边界条件,迭代求得梁上任意一点的挠度,再根据梁截面挠度、转角、弯矩、剪力的关系,求得Pasternak地基上常截面和变截面Timoshenko梁上任意一点的内力与变形。算例验证结果表明：常截面Timoshenko梁的内力与变形的有限差分解与解析解的相对误差低于0.6%,变截面Timoshenko梁内力与变形的有限差分解与幂函数逼近解、三角级数解非常接近,满足工程应用精度要求。Pasternak弹性地基上Timoshenko梁的有限差分法适用于各种跨高比的弹性地基梁,通过调整参数可适用于Pasternak弹性地基、Winkler弹性地基和Timoshenko梁、Euler梁的四种组合计算。     

铁木辛柯梁的Winkler边界对偶求解辛方法

基于铁木辛柯计及剪切变形的梁理论,使基础梁在Winkler边界条件下受力变形,建立了铁木辛柯梁的Winkler边界对偶求解体系,避免了之前的一类变量高阶偏微分方程求解的困难,为今后基础梁的设计提供了指导。     

有限元分析复合地基的水平受力机理

利用ANSYS8.0对复合地基进行了有限元仿真分析,分析了单桩复合地基在水平荷载作用下的变形性状,主要讨论了竖向载荷大小和垫层厚度不同对桩顶水平位移的影响,研究结果表明:竖向载荷越大,垫层厚度相对较大,都会减小桩顶位移,有利于桩身安全。     

横隔梁及隐形盖梁对异形桥受力性能影响研究

以哈尔滨市文昌桥——独柱大悬臂异形立交桥工程为研究背景,运用有限元计算软件Midas/Civil建立模型,分析了横隔梁的布置方式和隐形盖梁的尺寸对异形桥受力性能的影响,通过对比分析,得到墩顶设置横梁对减少墩顶扭矩影响及减少跨中及墩顶纵向弯矩具有重要意义。     

Timoshenko模型桩水平振动的非线性动力刚度

基于桩水平振动的非线性土阻抗,将桩等效为Timoshenko梁,研究非线性黏弹性土层中端承桩水平振动的动力特性,给出频率域内桩头非线性动力刚度的半解析解,得到桩头动力刚度和阻尼随频率的响应,考察物性和几何参数等对桩头动力刚度和阻尼的影响。结果表明:土非线性降低桩头刚度和阻尼,在第一共振频率处,桩头动力刚度取极小,并且随着桩振幅的增加,土层非线性效应逐步增强,这些结果可以为工程设计提供参考和帮助。     

文克尔地基上的龙门吊轨道基础梁计算

结合工程实例,考虑基础梁与地基之间的共同作用,采用文克尔地基上的无限长梁模型研究了轨道梁基础的内力及变形,对类似工程的设计具有指导意义。     

弹性地基梁计算模型研究

对倒梁法、解析法、有限元法等几种弹性地基梁计算模型进行了分析,并采用解析法和有限元法对同一地基梁进行了分析,比较不同计算方法所得的结果,从而为弹性地基梁的设计提供了理论指导。     

复杂条件下Winkler地基梁的解析解

基于梁的弯曲微分方程、有限元理论和最小势能原理(虚功原理),利用梁单元间的位移、转角、弯矩和剪力协调条件,地基梁的整体平衡条件,给出了复杂条件下Winkler地基梁的一种计算方法。此方法能对Winkler地基梁在受集中力、集中力偶和任意形式的分布荷载共同作用时进行解析解求解,而且地基梁的截面和弹性模量、地基的基床系数可以分段不同。此方法能得到各梁单元和整个地基梁的沉降位移表达式,且这一表达式与简单条件下的Winkler地基梁经典解有相同的结构形式;根据与沉降位移表达式之间的导数关系,可以进一步得到转角、弯矩和剪力表达式。算例表明,计算结果与一般有限元方法的计算结果完全吻合。另外,此方法虽然在概念上属于有限元方法的一种,但单元划分方法与一般有限元方法存在本质差别,单元个数也远远少于一般有限元方法的单元个数。     

条形承台梁与桩基的有限元分析

针对工程设计中通常按弹性支承计算的桩基条形承台梁,将桩与条形梁视为刚性连接的整体结构进行了有限元分析,求得梁、桩内力,可供工程设计时参考。