薄壁截面杆件的自由扭转变形能力比较

近些年建筑行业对薄壁杆件的应用在迅猛增加,冷弯形成的各种杆件以及焊接、热轧薄壁杆件在钢结构中比比皆是。本文进行对比研究相同材料用量下工字形、T形开口薄壁截面杆和圆形、箱型、三角形闭口薄壁截面杆在自由扭转时的变形能力,分析了相同材料用量下工字形、箱形和三角形薄壁截面杆高宽比对截面扭转变形能力的影响。     

考虑剪力滞后的薄壁杆件振动

本文根据位移变分原理，用一个叫做有限杆元法的离散方法对任意截面形状的薄壁杆件进行动力分析。动力分析除了考虑薄壁杆件的翘曲变形和扭转变形外，还考虑了反映剪力滞后现象的杆壁中面上剪应变的影响，与有限单元软件包COSMOS／M的计算结果比较，本文的方法能够精确，灵活和有效地进行薄壁杆件的动力分析。     

槽钢在约束扭转下的实验应力分析

研究了薄壁杆件约束扭转下截面的内力及扭角φ的表达式,利用电测法,测出构件截面的应变,利用应力应变间的关系,计算出截面的应力,并将实验值与理论值相比较,检测了理论与实验的相符程度。     

矩形箱梁约束扭转分析的精细积分法

在薄壁杆件结构约束扭转的一致性理论前提下,以断面的扭角φ(z),翘曲θ(z)为基本未知函数,引入相应的对偶变量,建立了矩形箱梁约束扭转问题的哈密顿对偶求解体系,导出了问题的控制方程(哈密顿正则方程)。方程中的系统矩阵具有辛矩阵的特性,能方便地通过精细积分法求出高精度数值解。该方法是哈密顿力学在薄壁杆件结构约束扭转分析中的应用,数学推导简单,且有成熟高效的数值算法,思路清晰、精度高、易于接受,对问题的求解提供了新的思路。     

薄壁箱梁的挠曲扭转有限元分析

本文根据薄壁杆件的约束扭转理论和有限元方法,推导了薄壁箱梁的约束扭转刚度矩阵.将此刚度矩阵与一般实体杆件的单元刚度矩阵相组合,并注意到薄壁箱梁截面形心和扭心的差别后导出了建立在形心坐标系下的新的薄壁箱梁弯扭组合刚度矩阵,以便工程应用.此外,对薄壁箱梁非节点载荷的处理方法进行了简要说明.最后用本文推导的新的刚度矩阵分析了某一具有非对称断面的两跨薄壁箱形连续梁.     

考虑重力条件下高薄壁桥墩弹性稳定性分析

基于乌曼斯基的闭口截面薄壁杆件约束扭转理论,利用功能原理,导出闭口薄壁杆件约束扭转应变能公式．根据最小势能原理,用瑞利—里兹法对闭口薄壁桥墩稳定性进行分析,导出了考虑自重条件下桥墩的稳定计算公式．该法概念明确、简便易行,可供工程设计者参考、使用．     

翼缘变厚度槽钢的剪切中心及参数分析

翼缘变厚度槽钢截面剪切中心的位置与截面上剪应力的分布规律有内在联系,为了合理反映截面上剪应力的分布状况,本文基于材料力学的知识推导了翼缘变厚度槽钢的剪切中心计算公式,分析了翼缘变厚度槽钢截面的翼缘内侧倾斜坡度、翼缘总宽度、截面总高度对剪切中心的影响。得出的剪切中心位置与根据薄壁杆件理论按等厚度计算的剪切中心位置进行对比,研究结果表明:按薄壁杆件理论计算的结果与按材料力学计算结果比较接近,当翼缘内侧倾斜坡度a<1∶5时,可以考虑用等厚度截面代替变厚度截面进行计算。     

基于哈密顿理论的薄壁杆件稳定性分析

从薄壁杆件弯扭耦合变形的经典理论出发,由产生变形相等的原则引入等效荷载,进而导出薄壁杆件稳定分析时的方程组;通过引入对偶变量,将问题的求解体系从拉格朗日体系导入哈密顿对偶体系,从而建立薄壁杆件稳定问题的哈密顿正则方程。然后,采用二分法和精细积分法求出临界荷载高精度的数值解,与算例结果比较吻合,验证了本方法的可靠性与可行性。本方法可方便地用于变截面薄壁杆件的计算,同时也适用于高层建筑中,可简化薄壁杆件的构件或结构。     

任意形状薄壁杆件截面剪应力不均匀系数μ的计算

介绍一种计算任意形状薄壁杆件截面剪应力分布的有限元位移法,根据剪应力分布的计算结果可容易地求得薄壁杆件截面剪应力分布不均匀系数μ。该方法可适用于任意截面形状且壁厚有变化的开口或闭口薄壁杆件。     

变截面框架结构计算的程序实现

本文提出了计算变截面杆件的形常数、载常数以及完成变截面框架结构分析的程序实现方法。当变截面杆件的形常数和载常数得到以后,这些数据不仅可用于手算,而且,采用矩阵位移法可同叶进行后继结构分析,利用微机可实现较复杂的变截面结构的计算。     

钢桁桥变截面箱形杆件轴心受压稳定性试验研究

为了解变截面箱形杆件的稳定性能,以某钢桁桥的变截面箱形弦杆为原型,进行1∶4缩尺后制作成轴心受压杆件进行模型试验(模型两端模拟为铰接),同时采用有限元法对杆件失稳过程中的变形、应力和破坏形态进行分析研究。结果表明:杆件最大水平位移靠近小截面端0.3L处,杆件沿弱轴整体失稳,失稳位置偏小截面端,部分板件发生翘曲;板件横隔板位置未发生翘曲。因此,对长细比小于50(按小截面端计)的箱型变截面杆件,建议采用小截面端的截面属性进行稳定性验算。同时建议不带加劲肋的箱型变截面杆件在变截面位置应设置横隔板或加劲肋,以提高板件的局部稳定。     

闭口薄壁箱梁截面扭转惯性矩的计算方法

首先根据乌曼斯基第二理论,给出了三种闭口薄壁箱梁截面的扭转惯性矩简化计算方法,并重点介绍如何利用ANSYS自定义截面方法计算薄壁杆件的截面扭转惯性矩,最后通过实际算例分析了三种简化计算结果和ANSYS计算结果的差别,并且通过计算不同网格长宽比下的自由扭转惯性矩,指出网格长宽比对薄壁箱梁截面自由扭转惯性矩的精度影响规律。     

GBT公式分析各种截面形式的薄壁构件性能

广义梁理论(GBT)提供等截面薄壁结构的线性或非线性分析的广义方法,即利用杆单元描述刚体位移和扭转。目前GBT经过发展,能适用于各种不同截面类型的等截面薄壁杆件。提出了适用于各种开口截面的薄壁杆件的GBT理论,也提出了其局限性。当采二阶性分析时,忽略屈曲前剪切应力。这种方法对计算桥梁箱型梁、各种截面的铁塔、锥形壳塔、双曲线形塔等提供了一种新途径。     

对薄壁杆件扭转刚度矩阵的建议

指出了在高层建筑结构简化计算中使用的、用双曲函数表达的薄壁杆件扭转刚度矩阵在实用中可能出现的问题.介绍了另两种可统一考虑二次剪应力影响的扭转刚度矩阵表达式.通过数值算例的对比,建议推广应用计算结果稳定、运用范围广的陈伯真表达式.     

考虑弯扭耦合的解析型薄壁梁单元

为提高分析薄壁梁杆件弯扭问题的精度和效率,以Vlasov薄壁杆件理论为基础,考虑大位移和截面翘曲的影响,建立弯扭杆件位移控制方程,构造了薄壁梁杆单元的解析位移形函数,采用势能原理建立了薄壁梁杆势能泛函。利用势能驻值变分原理构造了用于内力分析的解析型薄壁梁杆单元列式,给出了解析型单元刚度矩阵,将其与理论解、插值多项式弯扭杆单元进行对比分析。结果表明,采用构造的解析型单元计算的薄壁梁扭转角及翘曲率的精度远高于插值多项式单元,且不需划分单元,即可保证计算结果与理论解的相对误差在0. 065%之内,可用于开口薄壁杆件结构的弯扭耦合受力分析及稳定计算。     

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。     

纯压或纯弯薄壁杆件的稳定分析

根据位移变分原理,本文提出一种纯压或纯弯薄壁杆件稳定分析的新单元。稳定分析考虑了壁中面上剪应变的影响,能很好地描述剪力滞后现象,采用线性函数作为横截面翘曲位移的插值函数。本方法适用于任意横截面形状和任意边界条件的薄壁杆件。数值算例的结果表明本方法灵活、精确和有效。     

任意变截面杆件的轴向和弯曲自由振动

一、引言 在动力分析中常常会碰到电视塔、烟囱等结构动力特性的计算,这些结构由于工程需要而设计成变截面杆,对于变截面杆件的动力分析只有在少数情形下才有精     

薄壁杆件理论在高层结构分析中的应用

在简要评述薄壁杆件理论的基础上，用薄壁杆件理论分析了钢筋砼剪力墙存在的问题，并以几个算例定量地说明了其模型化误差的大小。     

塔式起重机拼装式超长附着杆设计与应用

塔式起重机超长附着杆件稳定性校核考虑了杆件变截面、自重、风载、内力以及内力引起的附加弯矩等不利因素产生的影响,计算精度较高,对附着方案的设计和附着杆件结构的改进具有重要意义。