有侧移钢框架结构考虑半刚性连接影响的二阶弹性分析

有侧移框架结构考虑变形对内力的影响宜采用二阶弹性分析,以提高计算的精确度.钢结构设计规范(GB50017-2003)中假想水平力公式与框架类型(刚接、半刚接及铰接)无关,不能准确反映二阶效应的影响,应当加以修正.本文考虑二阶效应的计算方法还考虑了半刚性连接的影响,对完善钢框架结构设计规范有着很强的现实意义.     

二阶效应对巨型钢框架结构时程分析的影响

巨型钢框架结构一般用于超高层建筑中，二阶效应是很重要的影响因素。本文以结构的变形为指标，三维输入地震波，按照考虑几何非线性和不考虑几何非线性分析了二阶效应对巨型钢框架结构在多遇地震下弹性时程分析的影响和罕遇地震下弹塑性时程分析的影响。计算结果表明，弹性时程分析时可以不考虑二阶效应的影响，但弹塑性时程分析时二阶效应是必须考虑的因素。     

上海中心大厦施工模拟分析

在施工过程中由于材料时变等因素引起的竖向构件的累积变形效应,是超高层结构设计和施工中需要考虑的关键问题,以上海中心大厦为例,考虑混凝土收缩徐变效应等影响因素,根据实际施工进度建立施工过程有限元模型,上海中心大厦采用钢骨混凝土组合柱,分别采用几种简化方法建立钢混组合柱模型进行施工过程模拟,得到核心筒和巨型柱在各施工阶段的竖向累积变形,对各简化方法的计算结果进行比较,在上海中心大厦施工过程中,对竖向构件变形及关键部位应力进行了长期监测,计算结果与实测数据较为吻合,说明分析方法的可行性。     

某张弦结构大直径钢棒拉应力计算探讨

以珠海保税工业园区中心展厅的主刚架下弦钢棒为例,通过考虑杆件内力和杆件二阶变形效应,推导出跨高比较大的张弦结构大直径钢棒的变形和内力计算方法。理论与有限元分析结果表明：该计算方法是正确的,可以为类似结构钢棒应力的设计和施工分析提供参考。     

多高层钢框架的双重非线性有限元分析

本文基于非线性连续介质力学的有限变形理论和结构分析的塑性铰形成机理 ,介绍一种用于多高层钢框架结构双重非线性分析的简化单元模式和有限元方法 ,并推导了简化单元模式的增量刚度矩阵。它可以考虑杆件横截面塑化、塑性区长度、残余应力、轴力的二阶效应和轴力降低杆件截面极限弯矩等几何和材料非线性因素的影响。通过算例表明 ,本文方法是可靠的 ,可供工程设计人员参考。     

钢框架-混凝土剪力墙混合结构的简化计算方法

提出了钢框架——混凝土剪力墙混合结构体系的一种基于连续化方法的简化计算方法，该方法考虑了这种结构中钢框架部分的受力和变形特点，即节点柔性连接(或称半刚性连接)，在本方法中同时也可考虑梁柱二阶效应的影响。明确了在进行钢框架——混凝土剪力墙混合结构的计算分析时，应考虑节点柔性连接和梁柱效应。推导了考虑节点柔性连接和梁柱效应时，钢框架——混凝土剪力墙混合结构中钢框架部分的层间抗侧刚度。该方法物理概念清楚，计算简便，可供设计人员参考。     

钢-混组合长柱偏心受压数值模拟分析及程序

考虑两端铰接的任意截面钢-混组合长柱在偏心荷载作用下的附加弯矩影响（二阶效应）,提出一套可对长柱从加载到最终破坏全过程分析的数值模拟程序。该方法采用了一种新的纤维元理论来计算长柱的二阶效应和受力变形特性。根据该算法编制出相应的计算机程序,应用计算机程序对一配有工字型钢的矩形截面长柱进行计算分析,验证该方法的正确性和有效性。     

细长柱考虑二阶效应的设计计算方法

细长柱的二阶效应在结构设计中容易被忽略。该文通过对“虚柱法”理论的阐述，总结出细长柱可根据“虚柱法”来计算二阶效应：由于细长柱的二阶效应与构件侧向荷载无关，故只需要输入构件轴向压力来得到二阶效应的刚度，并叠加单元力学属性的刚度。就可以得到考虑二阶效应的细长柱内力计算方法。最后通过sap2000算例得到验证。     

剪切变形和轴力二阶效应对杆单元刚度的影响研究

杆单元刚度方程是进行杆系结构有限元分析的基础。本文用稳定函数来综合考虑剪切变形和轴力二阶效应对杆单元刚度的影响,建立了杆单元刚度方程的精确式,并给出了计算稳定函数的数值算例,说明了剪切变形和轴力二阶效应对杆单元刚度的影响。     

考虑滑移效应的钢-混凝土组合梁变形计算的折减刚度法

钢梁和混凝土之间的相对滑移效应使钢-混凝土组合梁变形增大.组合梁变形计算的现行换算截面法未考虑滑移效应,导致变形计算值偏小、偏于不安全.本文提出用折减刚度法考虑滑移效应对组合梁变形的影响,建立了刚度折减系数的简化实用计算公式.利用本文方法算得的组合梁在使用荷载作用下的挠度计算值与实验结果吻合良好.     

基于刚体准则的空间框架弹塑性非线性分析方法

基于刚体准则,采用二阶改进塑性铰模型,构建了空间弹塑性梁单元及其弹塑性刚度矩阵,建立了高效简洁的非线性增量迭代方法,可有效分析截面屈服产生的有限转动、二阶效应等柔性空间钢框架结构材料与几何非线性耦合效应。对于受初始力平衡的单元,随着单元的刚体转动与移动,其初始平衡力在当前状态下应保持大小不变,仅方向随单元做刚体转动,而实际结构的变形可以视为较大的刚体位移与较小的自然变形(弹性或非弹性)的组合。将此刚体准则植入增量迭代法,在预测阶段采用通过了刚体运动检验的弹塑性矩阵,从而合理确定迭代初始方向;在修正阶段使用刚体准则计算单元结点力,保证了计算精度。对三个典型柔性框架结构所做分析表明,本文方法能够准确预测结构的极限承载力值与塑性铰发展过程。对于空间框架结构,每根杆件仅需划分一个单元,极大提高了计算效率、降低了计算成本。与塑性区法、纤维元法以及考虑截面翘曲的修正切线刚度法等相比,本文提出的方法具有物理概念明确、单元划分少、刚度矩阵简单、分析过程简洁、计算精度与效率高等显著特点,适于工程应用。     

考虑侧向变形与流变的e-lgp法的探讨

在高速公路沉降计算中 ,有限元法虽能同时考虑土体侧向变形和流变对沉降的影响 ,但运算较繁琐 ,难以被一般工程技术人员掌握。在有限元计算的基础上 ,得出了一个沉降计算综合修正式 ,它使得单向e -lgp法得出的主固结沉降修正后可考虑土体侧向变形 ;并且 ,基于次压缩与荷载相关事实 ,建议在次压缩计算中采用绝对时间坐标系 ,并对传统的次压缩计算公式进行了修正。把这两方面综合到高速公路沉降的e -lgp法计算中 ,使得一维法可以同时考虑侧向变形与流变。实例计算表明 ,按此思路计算结果精度高、易于掌握 ,具有一定的实用价值     

地下结构抗震分析的整体式反应位移法

 对目前地下结构抗震分析中的传统反应位移法进行分析,针对该方法的主要误差来源,结合反应位移法明确的物理概念及严密的理论基础,提出一种适用于地下结构抗震分析的计算方法--整体式反应位移法。整体式反应位移法在反应位移法的基础上,通过直接建立土–结构分析模型来反映土–结构间相互作用,避免引入地基弹簧带来的计算量和计算误差。为验证改进方法的有效性,一方面从物理概念出发,论证改进方法与反应位移法的一致性;另一方面通过数值计算,将整体式反应位移法与动力时程分析方法进行对比分析。结果表明,整体式反应位移法相比于反应位移法计算量小,计算结果更接近动力时程方法,是一种实用性强的拟静力方法。     

排桩与圈梁协同作用下考虑开挖过程的挠曲方程法

实践表明,支护排桩与圈梁之间有较好的协同作用,圈梁的空间效应对支护桩的变形和内力均有一定的影响.本文根据圈梁对排桩的约束及变形协调,给出一种排桩与圈梁协同作用下考虑开挖过程的挠曲方程法,并结合工程资料进行了分析     

整体式反应位移法的理论推导及一致性证明

整体式反应位移法是近几年提出的用于地下结构抗震分析的实用计算方法,目前适用于复杂断面形式地下结构抗震分析的整体式反应位移法已被《地下结构抗震设计标准》（GB/T 51336-2018）采用。该方法通过建立地层-结构整体模型来反映岩土介质与结构之间的相互作用、采用自由场地层模型计算等效输入地震荷载,避免了经典反应位移法中由地基弹簧的确定和使用带来的计算量和计算误差,同时弥补了经典反应位移法只适用于规则断面形状地下结构抗震分析的局限性。文章基于有限元离散模型,给出地下结构地震反应分析的整体式反应位移法的理论推导,并证明地下结构抗震设计标准中采用的整体式反应位移法与理论推导给出的整体式反应位移法的一致性,有助于对整体式反应位移法的理解和正确使用。     

基于能量变分剪切效应空间梁单元刚度矩阵及荷载列阵推导

为了系统研究空间梁单元考虑剪切变形影响时的刚度矩阵及荷载列阵,将能量变分原理应用于空间梁的单元分析。建立了考虑剪切效应的空间梁单元位移函数,利用最小势能原理导出了这种空间梁单元的刚度矩阵和荷载列阵的表达式,显式积分得到单元刚度矩阵,同时计算了平面内部分非节点荷载作用下的等效节点荷载,修正了相关文献中的部分错误。计算结果表明:该方法所得到的单元刚度矩阵与相关文献中其他方法的计算结果完全一致,为编制空间巨型结构的有限元程序奠定基础,对推算其他类型单元刚度矩阵及其荷载列阵也具有理论意义和应用价值。     

基坑支护结构内力及变形动态分析

提出用有限元—无界元耦合的方法进行基坑支护结构内力及变形动态分析。为了模拟实际受力状态，在挡土结构与土相接触的界面上设置了一种有厚度的接触面单元。计算实例表明，所建立的分析模型可考虑支护墙体位移因开挖而引起的空间效应和由地基流变而引起的时间效应，可以计算基坑支护结构任意时刻、任意位置的内力和变形。     

配有钢纤维RPC免拆柱模的钢筋混凝土短柱轴压力学性能

为研究配有钢纤维活性粉末混凝土（RPC）免拆柱模的钢筋混凝土短柱的轴压力学性能与钢纤维RPC免拆柱模对核心钢筋混凝土短柱轴压承载力的提高效果,对2根配有不同壁厚钢纤维RPC免拆柱模的钢筋混凝土方形短柱和用于对比的1根普通钢筋混凝土方形短柱进行了轴压试验研究;采用有限元模型对试验结果进行了验证,根据试验结果及有限元分析结果,探讨了配有钢纤维RPC免拆柱模的钢筋混凝土短柱轴压承载力计算方法。结果表明:钢纤维RPC免拆柱模显著提高了钢筋混凝土短柱的极限承载力,且延缓了纵筋的屈服;随免拆柱模壁厚的增加,钢筋混凝土短柱轴向变形随之减小,极限承载力随之提高,延性也相对提高;免拆柱模不但限制了钢筋混凝土短柱在轴向压力作用下的侧向变形,而且间接减小了轴向变形;有限元计算结果与试验结果吻合良好,该计算方法可为工程实践提供参考。     

浅埋隧道围岩压力计算方法

提出一种基于位移反分析法原理的浅埋隧道围岩压力计算方法,该方法克服了传统计算方法依赖于经验围岩力学参数的不足。通过分析双侧壁导坑法中隧道的截面结构,提出合理假设并建立力学模型,然后建立新的侧壁、围岩的收敛变形与围岩压力之间的关系,由现场监测数据整理得到收敛变形反算求得水平围岩压力与垂直围岩压力,并以祥岭隧道为例,对该方法进行验证。研究结果表明:(1)基于位移反分析原理推导的围岩压力计算方法,利用现场监测数据反算求得围岩压力相较于规范依赖经验参数的计算方法,更准确、更能代表隧道的实际围岩压力;(2)在实际工程施工中,相较于围岩力学参数,隧道的收敛变形数据更易获得,计算更方便;(3)对祥岭隧道进行实例计算求得的围岩计算摩擦角以及最后求得的围岩压力都在规范推荐范围之内,说明本文的计算方法是可行的。该计算方法在隧道工程实践中,对于准确计算隧道开挖过程中的围岩压力以保证施工的安全、顺利完成有重要意义。