带钢锚杆的文克勒地基梁内力分析

本文对岩石地下工程中有时会遇到的带钢锚杆的弹性地基梁提出了基于文克勒地基梁理论的内力分析方法及计算公式.文中的方法和原理也适用于工民建、水工、港工等建筑中带锚杆(或锚桩)的弹性地基梁的内力分析,分析时仅需将其具体的边界条件(包括锚杆处的位移协调条件)代入即可.本文方法公式可供此类结构设计时参考采用.     

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.     

基于广义变分原理的弹性地基梁静力分析

本文分析弹性地基梁,以广义变分原理为基础,节点位移和节点转角作为待定参数,分别用插值函数方法和数值积分方法计算内力功和外力功,方法简单。计算结果表明,该方法规律性强、精度高、易于手算和微型计算机计算。     

交叉梁系差分法解平板网架在考虑剪切变形下的内力分析

平板网架结构由于其整体性、稳定性、抗震性、刚度等性能较好,且造型美观,越来越多地用于大跨度结构如体育馆、展览馆等。计算网架内力的方法较多,精度最高的有空间桁架位移法,但求解未知数的方程较多,工作量较大,可用近似的计算方法交叉梁差分法,此法可分不考虑剪切变形和考虑剪切变形两种,前者计算简便,后者精确度较高。 本文就交叉梁系差分法考虑剪切变形解平板网架的内力计算进行探索,以6跨、周边简支、两向正交正放网架为例,如图1。 1.利用对称性取网架1/8块对节点编号,用二维数组对X方向各段编号。 2.假设杆件截面面积上弦杆为A_1;下弦杆为A_2;斜腹杆为A_c;竖杆为A_d。网架节间距为a,桁架高度为h,惯性矩为I,杆件的弹性模量为E,斜愎杆与弦杆夹角为α,折算剪切刚度为C,梁元的剪切     

文克勒地基在矩形水池有限元分析中的合理应用

针对文克勒地基模型应用于水池结构有限元计算中的一些不合理认识,通过力学模型的分析以及有限元对具体水池结构的复核验算,指出水池结构采用文克勒地基模型进行有限元计算时必须设置合理的边界条件,合理的边界条件必须满足水池结构和地基的变形、地基反力分布与实际趋势相似;对底板四个角点施加不动铰支座是一种合理的边界约束条件;同时底板作为壁板固结支承的模式也是一种能满足工程精度要求的合理简化模式。     

弹性地基梁的弹性特征对梁内力的影响

针对文克勒弹性特征的变化对地基梁的内力影响情况进行了分析和探讨,并引入了概念弹性特征比α,总结了弹性特征的变化对内力的影响规律,以此可供相关工程设计人员结构选型时参考。     

考虑剪切变形RC框架结构非线性分析

在钢筋混凝土桥梁和高层建筑结构中,由于柱轴压比的限制,在结构中经常形成短柱,地震时易发生脆性剪切破坏而导致结构破坏甚至倒塌.本文基于考虑弹塑性剪切变形的梁柱单元,建立了含短柱框架结构整体非线性分析的计算模型,编制了程序,在截面刚度矩阵中,剪切变形和轴向、弯曲变形不耦合,但是剪切和弯曲力在单元层面耦合.对钢筋混凝土框架结构的静力加载程序试验结果表明,改进后的纤维模型能够较好地描述钢筋混凝土框架整体结构在压、弯、剪荷载共同作用下的非线性性能.     

双层地基中考虑桩体剪切变形的单桩水平振动解析解

基于动力Winkler模型(BDWF)对双层粘弹性地基中单桩的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Timoshcnko梁，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。在此基础上，研究了桩土模量比、桩体长径比、地基成层性以及激振频率对桩基动力响应的影响。最后，在给定桩土参数的情况下，把所得的同时考虑桩体弯曲和剪切变形的解析解与前人只考虑弯曲变形的解进行了比较，结果表明：忽略桩体水平振动时的剪切变形会带来较大的误差，用笔者所给出的更为精确的解析理论才能给出满意的解答；均匀地基中所得的界限桩长并不适用于双层地基，双层地基中剪切变形的影响规律及其因素需要深入研究。     

考虑柱下独立基础地基变形的框架分析

本文提出利用一般的框架程序，分析地基与框架共同作用的方法，对考虑与不考虑地基变形这两种情形下的框架内力进行比较。并且对按后一种情形进行分析为依据的框架设计提出建议。     

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。     

考虑隧道剪切效应的基坑开挖对邻近隧道纵向变形分析

 基坑施工将打破周围地层已平衡的应力场,引起应力释放,对既有下卧地铁隧道产生不利的影响。针对既有研究的不足,提出考虑隧道剪切效应的基坑开挖对下卧隧道影响的解析解。既有隧道简化为搁置于Winkler地基上的Timoshenko梁。通过两阶段分析法,考虑基坑卸荷作用下已建隧道的响应。首先基于Timoshenko梁理论,建立考虑隧道剪切效应的隧道纵向变形微分方程,然后将由Mindlin弹性解计算得到附加荷载施加于既有隧道上,最后通过有限差分法得到在附加荷载作用下隧道的纵向变形解答。收集3个已发表工程实例的实测数据,并与本文方法及Euler-Bernoulli梁法的计算结果进行对比分析,发现实测结果与2种方法得计算结果有较好的一致性。然而,在内力分析上,相对比于本文方法,Euler-Bernoulli梁法明显高估基坑卸荷引起的隧道弯矩与剪力。由于本文方法可有效模拟既有隧道剪切效应,因而可进一步给出1在卸荷作用下隧道管片间错台量。研究成果可为合理预测邻近基坑施工对既有隧道的影响提供一定的理论支持。     

考虑轴力和剪切变形影响的楔形梁自由振动分析

通过建立楔形梁包含轴力和剪切变形影响的平衡微分方程,以及寻求该方程的级数解得到楔形梁的 单元刚度矩阵,并运用所得的矩阵对腹板高度线性变化的工字形截面楔形简支梁的自由振动进行数值计算,分 析了多种因素对这种梁自由振动的影响．     

考虑剪切变形的变截面欧拉梁单元刚度矩阵

ANSYS中的Beam44单元是考虑剪切变形的变截面欧拉梁单元,为明确其单元刚度矩阵推导方法,以形函数为基础,根据虚功原理,系统给出了考虑剪切变形的变截面欧拉梁单元刚度矩阵推导过程。以矩形、圆形、圆环和箱形截面梁为例,经与ANSYS中Beam44单元刚度矩阵对比,明确了其单元刚度矩阵的推导方法、相关假定和使用要求。研究发现:变截面欧拉梁因形函数本身的近似性和截面参数随截面位置变化的复杂性,难以给出普适性的单元刚度矩阵理论表达式。ANSYS对Beam44单刚矩阵推导时,采用了以下3种处理方式以简化计算:采用与等截面梁相同的厄米特形函数,在纯弯模式单刚矩阵的积分计算中对几何矩阵和截面参数分别积分,不考虑截面剪切系数k随截面位置的变化,由此所得单刚矩阵形式与等截面梁Beam4一致。ANSYS对Beam44单元所给等效截面参数,如面积、抗扭惯矩和抗弯惯矩的表达式,源于梁单元两端截面形状为相似形且截面尺寸随杆件线性梯度变化的情况,应用于其他情况时会与理论值有一定偏差。由此可知,在使用Beam44单元时为提高计算精度,应尽量减小单元长度来控制两端截面参数比值,同时对剪切系数k宜取单元中截面的k值或左右截面的均值。     

巷式开采控制覆岩变形的力学分析

针对巷采的各动态阶段建立对应的力学模型,求出顶板的垂直位移场,用Matlab分别对顶板弹性阶段和流变阶段的垂直位移的影响因素进行控制变量分析。结果表明,在弹性阶段:增加矸石的弹性模量对控制顶板变形的效果较为显著,弯曲刚度较大的顶板可以有效的控制顶板在该阶段的变形,煤层厚度对该阶段顶板垂直位移的影响较小;在流变阶段:顶板的弯曲刚度对其垂直位移的影响较小,而煤层厚度对其影响显著。覆岩的变形主要集中在流变阶段。     

设计控制建筑物地基变形

控制建筑物地基变形的方法有很多，本文结合工程设计实践，通过对导致地基变形的某些设计原因的分析，提出了设计控制建筑物地基变形的一些方法。     

高层钢框架考虑节点域剪切变形的计算分析

本文着重介绍了钢框架节点域产生剪切变形的机理、节点剪切变形时的位移法、有限元法的内力分析,并列举了一个三层钢框架的计算实例。     

考虑地基及楼板变形时框剪结构协同分析

采用沿高度方向连续化方法,对考虑地基及楼板变形的框架-剪力墙结构进行协同分析.把每榀抗侧力单元看作竖放的铁摩辛柯梁,通过弹性楼板协同工作,并考虑地基变形的影响,导出框架-剪力墙结构协同分析的哈密顿正则方程.通过Matlab编程,用精细积分法求出问题的高精度数值解.     

考虑剪切变形影响的桩基m法计算理论

考虑桩基的剪切变形影响,利用单广义位移深梁理论,建立了桩基m法的计算方法,导出了水平位移、转角、弯矩和剪力的初参数表达式和无量纲参数函数的统一表达式,根据桩底边界条件建立了初参数解的计算公式;给出了无量纲参数函数随换算深度和弯剪刚度比的变化图形。研究表明,换算深度小于3.0时,弯剪刚度比对无量纲参数函数影响较小,换算深度大于4.0时,弯剪刚度比对无量纲参数函数影响的趋势非常明显,桩基剪切变形的影响程度与桩的边界条件有关。算例结果表明,桩身的剪切变形有增大桩顶水平位移、提高弯矩零点位置、改变弯矩分布特征、扩大桩侧土压力大小等影响。     

考虑剪力墙剪切变形的框剪结构计算

介绍考虑剪力墙剪切变形的框剪结构计算方法，该方法是作者为解决框剪大刚架结构受力分析而作的研究。故本文后面也扼要介绍框剪大刚（排）架结构体系的形成和受力特点，供设计参考。