变截面门式刚架的几何非线性性能

基于二维等截面梁元几何非线性有限元理论,按照更改的拉格朗日列式法,推导了等截面梁元弹性刚度矩阵与几何刚度矩阵,并推广到变截面梁元;通过对刚架几何非线性性能的分析,结果表明刚架刚度、刚架高度以及水平荷载对刚架几何非线性的影响较大。     

等截面门式刚架结构的几何非线性性能研究

近年来，轻型钢结构门式刚架是钢结构建筑中应用相当广泛的一种结构形式。本应用基于有限元基本理论考虑剪切变形影响的平面梁元切线刚度矩阵，采用动坐标法编制了等截面门式刚架的几何非线性分析程序，应用该程序，讨论了屋面均布荷载作用下等截面门式刚架的整体稳定性能，并探讨了在不同设计荷载作用下，几何非线性对等截面门式刚架的工作性能的影响。     

变面门式刚架结构的几何非线性性能研究

近年来,变截面轻型钢结构门式刚架在钢结构建筑中应用相当广泛,本文基于有限元基本理论推导了考虑剪切变形影响的变截面平面梁元的切线刚度矩阵,并编制了相应的变截面门式刚架的几何非线性分析程序,应用该程序,讨论了屋面均布菏载作用下变截面门式刚架的整体稳定性能;给出了相应的菏载一位移曲线。     

几何大变形三维梁单元的U．L列式

推出了几何大变形三维梁元的坐标转换矩阵,并且给出了大转角位移的计算公式。考虑空间梁的双向弯曲,同时考虑弯曲与轴向作用的相互耦合,在平截面和小应变的假定下,采用U．L描述,基于非线性增量有限元理论,导出了考虑位移高阶项影响的三维梁单元的切线刚度矩阵,给出了相应的有限元表达式和对应的计算方式,对空间梁元的非线性有限元程序的编制有十分重要的意义。     

基于频率改变的结构损伤诊断方法

结构单元的损伤将导致损伤单元的单元刚度矩阵以及结构的总体刚度矩阵发生变化，通过损伤前后自振频率的改变，可对损伤单元刚度矩阵的损伤系数进行反演。本文发展了一种结构损伤定位和标定的两步方法，首先通过反演初步确定结构损伤的位置，然后将损伤单元（三维梁元）的刚度矩阵分解为拉压刚度矩阵和弯曲刚度矩阵，并分别对其损伤系数进行求解，从而确定截面积、截面惯性矩等单元截面参数的损伤情况。数值实验表明，该方法可对结构的损伤进行定位和标定。     

变截面刚架结构计算的矩阵分析方法

在分析得到变截面杆件形常数和载常数微机实现方法的基础上，由形成的变截面自由单元的单元刚度矩阵，利用直接刚度法的矩阵分析过程完成任意变截面平面刚架结构的计算。避免了手算工作的繁重劳动为变截面刚架结构更广泛的应用提供了方便。     

基于频率改变的结构损伤诊断方法

结构单元的损伤将导致损伤单元的单元刚度矩阵以及结构的总体刚度矩阵发生变化,通过损伤前后自振频率的改变,可对损伤单元刚度矩阵的损伤系数进行反演。本文发展了一种结构损伤定位和标定的两步方法,首先通过反演初步确定结构损伤的位置,然后将损伤单元(三维梁元)的刚度矩阵分解为拉压刚度矩阵和弯曲刚度矩阵,并分别对其损伤系数进行求解,从而确定截面积、截面惯性矩等单元截面参数的损伤情况。数值实验表明,该方法可对结构的损伤进行定位和标定。     

非均匀变截面平面刚架稳态谐振动的新算法

给出了非均匀变截面刚架在任意谐振荷载和任意边界条件下的一个新的有限元解。此方法不须用变分原理,对刚架中任一变截面杆直接从微分方法出发,用矩阵迁移法直接推出单元刚度矩阵。大大减少了计算时间,节约了计算机内存,并有较高的数值精度,可同时计算变截面刚架的强度问题。     

任意截面钢筋混凝土柱单元模型

提出了任意截面钢筋混凝土梁柱结构体系的单元模型,该单元模型同时考虑了材料非线性和几何非线性对结构体系的影响.采用三次多项式模拟混凝土、钢筋的本构关系,所推导的单元刚度计算简单、概念清晰,是单元材料非线性刚度矩阵、几何非线性刚度矩阵和位移与内力相互作用矩阵的简单迭加.提出的任意截面钢筋混凝土柱单元模式,含义清楚、计算简便,可用于分析钢筋混凝土柱因材料破坏、失稳破坏或材料非线性与结构失稳综合产生的极限承载力计算,所建立的有限元模型很容易与其他有限元模型兼容.理论分析结果与实验结果吻合较好.     

变截面刚架结构计算的矩阵分析方法

在分析得到变截面杆件形常数和载常数微机实现方法的基础上,由形成的变截面自由单元的单元刚度矩阵,利用直接刚度法的矩阵分析过程完成任意变截面平面刚架结构的计算,避免了手算工作的繁重劳动,为变截面刚架结构更广泛的应用提供了方便。     

不规则截面钢筋混凝土梁柱单元模型及应用

为了更好地研究钢筋混凝土梁柱结构的非线性力学性能,建立考虑材料非线性和几何非线性耦合的钢筋混凝土梁柱单元模型.基于杆件分析的平截面假设和截面高斯积分法,应用钢筋和混凝土材料本构关系非线性,推导出不规则截面钢筋混凝土梁柱单元的截面刚度矩阵,进而通过虚功原理建立钢筋混凝土梁柱单元切线刚度矩阵;并采用弧长增量迭代法求解非线性方程组,编制不规则截面钢筋混凝土梁柱结构的数值分析程序.对规则和不规则截面钢筋混凝土框架进行了非线性全过程分析,理论分析结果与试验结果比较,吻合较好.表明所建立的钢筋混凝土梁柱单元模型适用于钢筋混凝土梁柱结构的非线性力学分析;由于采用截面高斯积分法,对不规则截面的梁柱结构计算显得十分便捷.     

钢筋混凝土双向偏压构件截面非线性分析的割线刚度法

本文用三次多项式分段模拟混凝土和钢筋的非线性本构关系的方法，以平截面假定为基础，得截面内力平均关系，对钢筋混凝土弯压构件任意形状截面进行了非线性分析，推导出截面割线刚度矩阵的表达式以及截面内任意点应变，应力与截面变形，截面力之间的关系，刚度矩阵中系数可用格林积分公式和高斯数值积分法计算。     

纤维模型中非线性剪切效应的模拟方法及校核

传统纤维模型忽略了非线性剪切效应,难以用于剪力墙等构件的非线性反应模拟.建议采用直接在截面层次上定义非线性剪切恢复力关系的方法.构件截面的弯曲刚度、轴向刚度通过传统纤维模型的方法积分得到,截面的剪切刚度根据所定义的截面剪切恢复力关系得出,将剪切刚度与弯曲、轴向刚度进行组合后得到组合截面的整体刚度矩阵.利用OpenSee...     

钢筋混凝土构件在压弯剪扭作用下的截面非线性刚度矩阵

本文详细地考虑混凝土和钢筋对刚度矩阵的贡献，推导出了钢筋混凝土构件在压弯剪扭复合荷载作用下的截面非线性刚度矩阵的详细表达式。     

高层钢框架的非线性响应分析

几何非线性对高层钢框架的影响较大。本文比较系统地归纳了各种坐标系下几何非线性的分析方法,并给出了其相应的切线刚度矩阵的显式,解释了切线刚度阵的各项非线性性质的几何意义及其简易推导方法。利用建立的同时考虑材料非线性和几何非线性性质的杆单元切线和割线刚度矩阵编制了电算程序,该程序能求解高层多跨钢框架的极限承载力。     

薄壳结构几何非线性全过程分析

本文简要推导了包括荷载刚度矩阵在内的大变形等参数薄壳单元的切线刚度矩阵，并介绍了平衡路径的跟踪方法，用自行研制的计算程序ＮＡＰＳ－１对几种薄壳结构进行了几何非线性全过程分析，讨论了结构的初始几何缺陷、和自重等因素对其屈曲线性能的影响。     

薄壁楔形构件单元刚度矩阵

利用近似截面惯性矩代替楔形杆的实际惯性矩,从而可直接得到楔形构件的单元刚度矩阵,便于计算带楔形构件的刚架的内力．     

三阶钢筋混凝土梁柱单元

本文在二阶梁主单元几何非线性分析公式的基础上，推导建立了三阶梁柱单元几何非线性和材料非线性有限单元分析公式，所得到的考虑大位移影响的三阶是小位移刚度矩阵，二阶和其它几个矩阵的简单叠加，文中分析了二阶与三阶单元刚度矩阵结果的差别，并把理论分析计算结果与实验结果进行比较，两者吻合很好。     

轻型门式刚架的平面内稳定系数计算

针对现行规范或规程对轻型门式刚架设计中有关稳定系数取值的局限,用有限单元法对门式刚架进行平面内弹性稳定的整体分析,所得变截面柱在刚架平面内的计算长度系数,不受传统设计中刚架结构形式和荷载作用条件的限制;利用等效转动刚度的概念,对楔形梁在刚架平面内的换算长度系数进行了讨论,在大量算例分析的基础上,指出换算长度系数与变截面构件几何尺寸及内力之间的变化关系,以供结构设计人员参考.     

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。