预应力混凝土结构侧向约束影响的分析方法

提出了超静定预应力混凝土结构侧向约束影响系数的概念与计算方法。在分析了现行常规设计方法承载力计算公式之后,建立了通过次轴力考虑侧向约束影响、通过预应力筋两阶段工作原理考虑侧向约束影响、通过重新定义次弯矩考虑侧向约束影响和通过位移荷载考虑侧向约束影响等四种计算分析方法。分析总结了梁端铰接法、柱底铰接法和子柱法等三种通过构造措施考虑侧向约束影响的方法。为合理设计有侧向约束的预应力混凝土结构提供了依据。     

考虑侧向约束的预应力混凝土超静定结构次内力计算及影响

由于侧向约束对超静定结构中预压力的传递以及二次内力产生的影响,有侧向约束的框架梁或连续刚构桥的预应力次内力计算比无侧向约束的连续梁次内力计算更为复杂.文中提出一种计算思路,把预加力分解为侧向约束引起的作用在柱上的预压力损失及作用在梁上有效预压力,结合等效弹簧模型及简化结构计算侧向约束预压力损失引起的次内力,利用约束次弯矩法计算有效预压力引起的次内力,然后进行叠加计算总次内力影响.通过实例分析了有侧向约束对框架结构二次内力的影响.结果表明,该影响随着梁柱刚度比减小而增大,忽略侧向约束预压力损失引起的附加二次内力影响是不合理也不安全的,文中方法能够满足工程实际中的精度要求,有助于预应力框架结构的设计和内力分析.     

剪力分配法与力法联合计算有侧移刚架

本文通过建立较为理想的力学计算模型,并结合传统算法。提出了一种新的手算方法。该法可用来分析承受侧向荷载作用的有侧移刚架的内力。     

坡形门式刚架弹塑性稳定分析

本文提出了坡形门式刚架结构弹塑性稳定的有限元分析方法。文中导出了有大位移及轴向力影响的杆在弹塑性状态下的单元切线刚度矩阵。同时还较全面地考虑了坡形门式刚架横梁受轴力时对柱约束的影响,提供了有利于计算变截面刚架近似处理方法。编制了相应的计算机程序。并进行了模型试验,从试验数据与计算结果来看,较为吻合。     

减小门式刚架中柱平面外计算长度的方法

门式刚架的中柱设计中,常因为平面外计算长度较大,所选实腹式截面无法满足平面外稳定验算,从而导致用钢量增加.文中针对设有吊车梁的门式刚架中柱,对3种设计方案进行比较,证明利用吊车梁设置隅撑,为中柱提供可靠侧向支承点,从而减小其平面外计算长度,该方法最经济实用.     

高层建筑刚架临界荷载的快速计算法

众所周知稳定分析的矩阵位移法是由一级和二级刚度矩阵组成总刚度矩阵。前者是不考虑柱轴向荷载的一般刚度矩阵,本文采用所谓“单向传递无剪力二次分配法”(以后均称“简单分析方法”)去快速精确计算;后者是考虑刚架变形,在柱顶(或各层柱顶)轴向荷载偏离作用下的几何刚度矩阵,这种由于柱轴向力 P 侧向偏离△的影响,叫做 P—△影响,这种偏离的 P·△力偶矩产生柱剪力增量,而此柱剪力增量又产生侧向位移的增量,如此反复循环增长,逐渐收敛的关系经研究是等比级数关系。设此等比级数的公比为 q_1,(i 代表第 i 层间编号)当 q_i≥1时,此 i 层间柱的侧移等比级数是发散的,此时即可得到 i 层间柱顶轴向荷载的临界值 P_(cr)的概数,设在单位干扰力作用下,当层间柱顶无轴向荷载时,(荷载参数为零)刚架的侧移为δ_o,而当层间柱顶有轴向荷载,荷载参数为 P 时,刚架的侧移为δ,则δ_o/δ表示对应各个不同荷载参数 P 时刚架的侧移刚度。本文很方便迅速试算各个荷载参数后,绘成δ_o/δ和荷载参数 P 之间的关系曲线图,从而迅速定出 P_(cr)临界荷载值。本文贡献是把两种孤立方法联系起来,首次合并应用于求高层建筑刚架弹性稳定的临界荷载的计算中。本文的研究对弹性稳定临界荷载的快速计算有所帮助,它可以用简单的计算器计算,即就是对二十层或三十层的楼房建筑刚架去解算这个问题,也是很方便的,并得到相当满意的结果。此外,本文还包含单跨高层建筑刚架侧向位移的快速计算方法,计算精度也相当高。     

钢筋混凝土板的压力膜效应承载力计算方法

基于钢筋混凝土板的压力膜效应受力机理及极限状态下的几何条件,以侧向约束力为中间参数,提出了一种压力膜效应的极限承载力计算方法。该方法基于附加承载力理论,将压力膜效应承载力看作纯弯曲作用下的弯曲承载力和三铰拱作用下的附加承载力之和,采用计算机辅助的程序化算法分别计算可以较方便地获得满足要求的计算结果。设计了一组剪力墙约束钢筋混凝土板,采用侧向约束刚度为定值的水平支座约束试件的侧向变形,试件的极限承载力较屈服线法的计算结果平均提高了38.3%。与其他方法的计算结果对比表明,该方法使用简便,且具有较高的计算精度,适于工程应用。     

循环荷载作用下有无侧向约束复合地基沉降对比分析

为探讨循环荷载作用下有无侧向约束夯实水泥土桩复合地基的变形性状,进行了循环荷载作用下有无侧向约束夯实水泥土桩复合地基室内大比例模型对比试验,基于模型对比试验实测结果,分析了侧向约束对夯实水泥土桩复合地基变形性状的影响。结果表明:有侧向约束的夯实水泥土桩复合地基的沉降明显低于无侧向约束夯实水泥土桩复合地基的沉降。侧向约束对降低复合地基沉降的效果随着循环荷载比的增大而变得更加显著。因此,侧向约束对限制软土的侧向变形、降低复合地基的沉降具有良好的作用。     

位移法计算中一些问题的剖析

用位移法计算超静定刚架时,为了使计算快捷、准确,可根据结构中杆件内力的静定性少设基本未知量.根据各杆受力和变形的特点,正确判定杆件的约束形式.     

多层柱间支撑门式刚架结构的纵向抗震性能研究

当门式刚架结构高度较大时,设置多层柱间支撑可为刚架柱提供侧向支承点以减小柱平面外计算长度,从而减小柱截面并节省钢材,是一种合理的做法,然而对采用多层支撑的门式刚架结构纵向抗震性能研究较少.为研究门式刚架结构采用多层柱间支撑时结构的纵向抗震性能,采用有限元软件ABAQUS对按现行相关规范设计的五个门式刚架结构在纵向地震作用下的抗震性能进行了动力弹塑性时程分析,研究多层柱间支撑门式刚架结构在纵向地震作用下的受力性能、破坏机理.结果表明:多遇地震作用下,结构纵向侧移较小,满足变形要求;罕遇地震作用下,结构纵向存在侧移不均匀、支撑塑性破坏及刚架柱在支撑平面内弯曲等问题,不满足抗震要求.本研究深入分析了产生以上问题的原因,为该结构纵向抗震性能的理论分析和工程实践提供参考.     

板壳结构屈曲分析的非线性有限元法

为进行板壳结构的屈曲分析。采用三维退化曲壳元离散板壳结构，在TL列式下了考虑双重非线性的单元切线刚度矩阵，提出采用罚单元法处理结构加载边的位移的约束条件。应用所编制的程序，进行了平板、曲壳以及板式门架的双重非线性屈曲分析。对比分析表明了方法的可靠性和有效性。     

板壳结构屈曲分析的非线性有限元法

为进行板壳结构的屈曲分析.采用三维退化曲壳元离散板壳结构,在 TL 列式下推导了考虑双重非线性的单元切线刚度矩阵,提出采用罚单元法处理结构加载边的位移约束条件.应用所编制的程序,进行了平板、曲壳以及板式门架的双重非线性屈曲分析.对比分析表明了方法的可靠性和有效性.     

门式刚架抗震性能的空间整体作用分析

利用Ansys[1]软件基于空间结构体系对门式刚架的抗震性能进行了分析,并对空间体系下与平面结构体系下门式刚架的抗震性能进行了对比,建议应采用空间模型计算门式刚架.     

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。     

轻型钢结构厂房设计要点

结合多年设计经验,总结了轻型钢结构厂房的设计要点、思路和步骤,介绍了门式刚架柱网尺寸选择及结构体系布置、荷载取值、结构和构件设计、材质选择、柱间支撑、檩条、墙梁、拉条等设计要点,提出一些在设计中应注意的问题和建议,供同行参考.     

大跨度门式刚架轻型钢结构设计

介绍了 4 5 m跨度门式刚架轻型钢结构厂房的设计思路 ,为大跨度门式刚架结构的设计及应用提供借鉴。同时针对大跨度门式刚架结构的设计特点 ,提出了一些建议     

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。     

单层多跨预应力混凝土框架侧限影响计算方法

针对采用连续通长布置、分段搭接布置及局部重叠布置三种预应力筋布置方式对预应力混凝土框架考虑侧限影响的计算模型差异，建立了连续通长布置预应力筋的单层多跨框架侧限影响系数计算公式，提出了分段搭接布置预应力筋及局部重叠布置预应力筋时侧限影响的分析方法，为应用预应力混凝土结构设计的经典方法和统一方法解决复杂结构的侧限影响问题提供了参考．     

在荷载作用下变截面门式刚架的优化设计

利用变截面单元beam54离散变截面门式刚架,建立了变截面门式刚架的有限元模型、优化参数模型和在荷载直接作用下的优化数学模型,运用ANSYS的一阶优化算法求解该数学模型获得变截面门式刚架的最优设计,算例表明该方法的优化效果显著,并且效率高,能节省一定钢材,是门式刚架轻量化设计有力的计算机辅助设计方法。     

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.