建立考虑节点域剪切变形的平面钢框架单元刚度矩阵

目的更精确计算平面钢框架结构在水平荷载作用下的侧移.方法以梁柱为计算单元,基于稳定函数法,在梁柱单元的角位移中计入节点域剪切变形,推导了平面钢框架杆件的单元刚度矩阵.结果采用传统的线弹性框架分析方法得到的水平侧移是不准确的,较实验结果误差为12.12%.笔者考虑了由于节点域剪切变形和二阶效应而导致的结构侧移刚度的降低,推导了单元刚度矩阵,并用MATLAB编制了平面钢框架的计算程序,计算所得的水平侧移,较实验结果误差仅为0.606%.结论采用考虑节点域剪切变形和二阶效应的平面钢框架单元刚度矩阵,所得计算结果与实验结果吻合良好,具有很高的准确度.     

空间梁单元切线刚度矩阵的精确分析方法

为有效进行空间刚架结构后屈曲分析,提出一种新的空间梁单元切线刚度矩阵的精确分析方法。首先用直接法建立梁单元杆端力与杆端位移的增量关系式,然后根据矩阵微分理论求出单元杆端力关于杆端位移的导数,在求导结果表达式中令杆端位移增量为0,即可得到梁单元切线刚度矩阵。对六层和二十层空间刚架结构进行了后屈曲分析。结果表明：所得的空间梁单元切线刚度矩阵具有足够精度,可有效用于大型空间刚架结构的后屈曲分析。     

几何材料非线性分析的新空间梁柱单元

给出了基于UL法的三维梁柱单元虚功增量方程,首次详细推导了同时考虑翘曲和剪切变形以及力矩空间转动影响的三维空间薄壁梁柱单元的几何非线性切线刚度矩阵;材料非线性通过在单元端部形成塑性铰来考虑,对Orbison截面塑性面进行了修正,以考虑扭矩和翘曲对截面强度的影响,采用塑性流动法则推导了单元端部进入塑性时的单元弹塑性切线刚度矩阵。算例表明,只需要一到两个单元就可以准确预测空间钢框架的极限承载力和失稳模态,有效考虑剪切变形及翘曲对结构的影响。     

空间钢框架修正精细塑性铰法理论研究

建立了考虑剪切变形及二阶效应影响的空间梁柱单元,可考虑截面的逐渐屈服,以及残余应力引起的分布塑性对单元刚度的影响.单元刚度矩阵包含了轴向、弯曲和扭转位移之间的耦合效应、弯扭屈曲以及结构变形过程中由于力矩空间转动引起的连带弯矩影响.采用C++编制了高等分析程序,通过几何、材料非线性算例证明了本文研究方法的精确度和有效性.     

钢管混凝土空间框架的刚度分析

钢管混凝土作为一种组合材料,由于折算方法的不同,其抗压模量和抗弯模量是不相同的,本文介绍了如何把钢管混凝土的抗压模量和抗弯模量分开 用于钢管混凝土框架中的计算中,并分析了两种模量取值对象管混凝土空间框架刚度的影响。     

钢框架-砌体填充墙结构三支杆模型有限元分析

分析钢框架结构体系1∶2双层单跨钢框架-填充墙模型的抗震试验结果,对比该试件实体建模的有限元分析结果,提出可用于模拟钢框架和填充墙共同抗侧力机制的框架-墙体三支杆简化力学模型,并按照该受力模型进行有限元建模和水平荷载作用下的结构位移、刚度及内力分析.计算结果表明,与钢框架-填充墙原始模型实体建模的计算结果相比,钢框架-填充墙三支杆模型计算结果与试验结果更加吻合,验证了这一简化计算方法的合理性和实用性.     

桁架式钢骨混凝土梁柱边节点受力性能的有限元分析

采用ABAQUS有限元软件对桁架式钢骨混凝土梁柱边节点的受力性能进行了分析,结果表明,有限元分析的结果与试验结果吻合良好,说明建立的有限元分析模型可以较好地模拟桁架式钢骨混凝土梁柱边节点的受力性能.在此基础上对核心区不同约束措施进行了非线性分析,为后续的试验研究提供参考.     

空心球网架施工

阐述了空心球网架施工方法与理论依据,介绍了网架起拱计算、杆件下料、小拼单元制作、总体拼装。及最常用的吊装方法和通病防治要点。     

A review of flexibility-based finite element method for beam-column elements

For material nonlinear problem,elements derived with the flexibility-based method are more accurate than classical elements derived with the stiffness-based method. A review of the current state of the art of the flexibility-based finite element method is provided to enhance the robustness of structure analysis. The research on beam-column elements is the mainstream in the research on flexibility-based finite element method at present. The original development of flexibility-based finite element method is reviewed, and the further development of this method is then presented in several specific aspects, such as geometrically nonlinear analysis and dynamic analysis. The further research needed to be carried out in the future is finally discussed.     

钢管杆塔的几何非线性有限元分析

对一种新型输电杆塔钢管杆塔进行几何非线性有限元分析 ,用VisualBasic 5 .0和DigitalFortran 5 .0混合编程 ,编制了有限元分析软件 ,解决了传统设计线性计算的不足 ,计算结果满足钢管杆塔设计分析的需要 .     

Y形偏心支撑高强钢框架结构抗震性能

在Y形偏心支撑高强钢框架结构抗震性振动台试验的基础上,建立了试验试件的有限元模型,并验证了分析的正确性。设计了一个9层的Y形偏心支撑高强钢框架结构,以耗能梁段长度、耗能梁段腹板高厚比、高跨比为参数,对9层结构进行了非线性动力时程分析,研究了以上参数对结构抗震性能的影响。研究结果表明,改变耗能梁段长度、高跨比对结构层间侧移、耗能梁段性能、框架柱弯矩、耗能能力均有不同程度的影响,对框架柱轴力、基底剪力无显著影响;改变耗能梁段腹板高厚比对结构耗能能力有影响,对结构层间侧移、耗能梁段性能、框架柱受力、基底剪力无显著影响,并给出了相关设计建议。     

空间框架的大振幅振动的有限元分析

利用非线性时空有限元方法来分析空间框架的非线性频响特性．在空间上,从梁的几何非线性方程出发,用一般的有限元方法对空间结构进行离散．在时间上,用傅立叶级数展开位移项,利用增量谐平衡法,得到非线性动力的有限元平衡方程,可用牛顿迭代法进行求解     

考虑剪切和翘曲变形影响的空间钢框架塑性铰模型

采用更新的拉格朗日列式,推导了一种较为精确的用于空间钢框架非线性分析的集中塑性铰模型.利用考虑剪切变形效应的插值函数推导了空间钢框架结构梁柱单元二阶弹性分析的刚度矩阵.在矩阵推导的过程中,引入了基于薄壁构件的Kollbrunner-Hajdin修正约束扭转理论,应用此理论产生的翘曲扭转插值函数可计及二次剪应力对翘曲变形的影响;结合可以考虑残余应力影响的CRC切线模量,利用扩展的Orbison屈服面模型,推导了一种能反映塑性沿构件截面扩展的二阶非弹性分析的梁-柱单元,可用于多种空间钢框架结构的双重非线性分析,具有较强的通用性.最后通过算例证明了本文提出梁-柱单元的精度和有效性.     

钢框架结构地震响应分析研究

以二阶弹性分析方法理论为基础,建立了非线性二阶微分方程,按照输入不同地震波维数和阻尼比两种情况分析了钢框架结构的地震响应.利用MIDAS软件对结构进行多遇地震作用下的弹性时程分析和罕遇地震作用下的弹塑性时程分析,表明地震波输入维数(单向地震波和双向地震波)、阻尼比对结构的抗震性能有较大影响,并根据分析结果提出了相应的建议.