高层框架弯曲变形引起的侧移与轴向变形引起的侧移间的关系

文章通过10层至20层的两种不同宽度的框架结构实例,计算出梁柱弯曲变形引起的侧移值与柱轴向变形引起的侧移值。通过分析总结出结构的高度以及高宽比对弯曲变形引起的侧移值与轴向变形引起的侧移值之间的关系的影响程度,为进一步研究何时考虑轴向变形的框架高度以及高宽比的临界值打下基础。     

高层框架侧移简化计算方法-合并梁法

当仅需要了解框架结构的侧移时，可采用一种高层框架侧移简化计算方法一合并梁法。本文以4跨22层框架为例，分别采用两种不同等效框架简化计算，结果表明：简化计算框架结构侧移是可行的，且简化程度对计算精度影响不大，该法可为框架结构侧移的快速估算提供参考。     

随机抽样模拟初始缺陷分布对钢结构的影响

基于QR法随机抽样模拟一致变形初始缺陷分布对平面钢框架结构水平侧移的影响,推导了同时考虑二阶效应及一致变形初始缺陷的单元刚度矩阵。随机抽样算例计算结果表明,初始缺陷全分布时钢框架水平侧移偏大。随机抽样结果更接近初始缺陷分布的实际状况,为含初始缺陷的钢结构侧向位移求解提供一种新的参考方法。     

钢网格式框架侧向变形性能研究

钢网格式框架结构是一种新型钢结构抗侧力体系,它是由小截面钢柱、小截面横梁以及楼层圈梁形成的网格式框架墙板,现场浇筑工业石膏废料作为墙体填充材料。由于其框架作用要强于普通钢框架,所以其侧向变形性能更加优异,分别采用柔度法和D值法推导了钢网格式框架的剪切变形计算式和整体弯曲变形计算式。通过算例,对比分析算式计算结果与有限元分析结果可知:剪切变形柔度法计算公式精度较高。分析表明:钢网格式框架侧向变形必须充分考虑杆件弯矩、剪力及轴力引起的剪切变形和倾覆弯矩引起的整体弯曲变形;钢网格式框架的剪切变形计算不能采用普通钢框架的D值法,应当采用柔度法。     

框架侧移近似计算新法

介绍一个在水平力作用下,框架侧移新的近似计算方法.系用节点杆端综合抗弯刚度导出的A值法.不但可计算框架因弯曲及剪切变形产生的侧移;而且还可计算因轴向变形产生的侧移.经比较精度较高.     

框架结构顶部侧移的简化计算

根据势能驻值原理建立了框架顶部侧移和杆端转角之间的关系方程,推导出框架结构在水平节点荷载作用下的顶部侧移计算公式,方法简便适用,且计算精度较高,为框架结构顶部侧移的计算提供了一种新的简便计算方法,得出了用D值法求得的框架顶部侧移一般比实际侧移偏大的结论。     

楼层力作用下单层框架内力简便算法

楼层力作用下的单层框架内力计算一般均需求解联立方程组,目前多采用手算求解。本文介绍一种单层框架在楼层力作用下框架内力的简便算法,采用这种计算方法,可比一般手算节省计算时间。一、单层单跨框架内力计算公式单层单跨框架在楼层力作用下(如图1)的内力分析,由于有侧移存在,故必须采用迭代法进行计算。考虑到这种框架结构的受力性质,柱上弯矩的零点位置是分析的关键,一旦确定了柱上弯矩零点,即可很方便地绘出弯矩图而省去迭代法的繁杂手算步骤。为了得到柱上弯矩零点位置的计算公     

轴向变形与楼板变形对混合结构受力性能的影响

混合结构是由两种性能有较大差异的结构组合而成,轴向变形和楼板变形是否考虑值得研究。本文通过一外钢框架一内核芯筒混合结构,采用4种计算方案,对比分析了一次加载轴向变形和楼板变形对混合结构受力性能的影响。结果表明,轴向变形对混合结构的受力性能影响较大。考虑轴向变形时,结构自振周期增大,侧移增加,层问剪力减少,楼层弯矩增大,钢框架承担总剪力百分比减少,钢框架承担总弯矩百分比增加。高层混合结构计算中,应该考虑轴向变形的影响。而楼板变形对混合结构的受力性能影响较小,可以忽略不计。     

框架梁转动约束刚度研究

框架结构中梁构件的的转动约束刚度是其在高温下的变形和受力计算中一个必不可少的参数。本文首先研究了框架梁转动约束刚度的影响因素,并利用子框架法和刚度串并联法则推导出了无侧移框架的梁构件转动约束刚度的近似算法。为了考虑框架侧移对梁构件转动约束刚度的影响,本文利用理论方法计算了有侧移柱与无侧移柱转动刚度的差值,并结合该理论解对近似算法进行了修正。最后,通过比较近似解与精确解,验证了该近似算法的正确性和适用性。     

有断层巨型框架的简化计算

为弥补D值法无法考虑断层影响的缺陷,推导了框架侧移刚度的计算模型,同时考虑刚域及剪切变形的影响,提出了有断层巨型框架的计算方法,算例表明该法具有良好的精度。     

初始扭转梁力学性能参数分析

根据作者先前对初始扭转梁的变形规律和基本微分方程的讨论,进一步研究初始扭转角和抗弯刚度比两参数对初始扭转梁力学性能的影响。研究表明:由于初始扭转角的存在,梁单向弯曲时将产生侧向位移。且当初始扭转角ω∈[0,π/2],由于耦合效应产生的侧向位移随着初始扭转角ω的增加而增加;当初始扭转角ω∈[π/2,π],由于耦合效应产生的侧向位移随着初始扭转角ω的增加而减少。变化抗弯刚度比参数时,研究表明:截面为正方形,即两主轴方向的抗弯刚度相等时,梁的力学性能与普通直梁相同,无侧向位移产生;而当梁截面为非正方形,即梁截面抗弯刚度比μ≠1时,由于初始扭转角的存在,梁单向弯曲时将产生侧向位移,且μ越大,梁的两弯曲主轴位移耦合效应越来越大,产生的侧向位移也越来越大。     

钢筋混凝土框架结构层间位移与构件变形关系研究

基于课题组已完成的钢筋混凝土3层3跨平面框架低周反复加载试验,以边(中)节点区域作为重点研究对象,分析了梁柱组合体中各种非线性局部变形引起的侧移在结构总层间变形中所占比例的变化规律。在此基础上,建立了构件局部变形与结构层间位移的转换关系。研究结果表明:对于发生"梁铰"破坏机制的框架结构,梁端转动对节点剪切变形的影响大于柱端转动,梁柱组合体作为整体共同承担结构的塑性变形;当结构整体位移角满足相应性能水平限值时,局部构件的变形仍有可能超限,简单利用单个构件的变形代表结构整体的变形是不合理的;对于破坏形式为"梁端弯曲破坏"的框架子结构,随着损伤加剧结构进入非弹性阶段后,梁变形成为层间位移的主要成分,柱变形引起的层间位移所占比例次之,节点剪切变形引起的层间位移所占比例最小;通过弹性理论分析,在塑性阶段引入塑性折减系数,推导建立的构件局部变形与结构层间位移转换关系式具有相对较高的精度,计算结果与试验实测数据基本吻合。     

基坑围护结构侧向变形引起的坑外土体变形研究

基坑围护结构侧向变形引起的土体侧移和沉降,会对坑外桩基的水平和竖向承载性状造成影响。基于影像源法,在综合考虑围护结构变形、地表沉降以及围护结构变形方向对坑外土体位移影响的基础上,对基坑围护结构侧向变形引起的坑外土体侧移和沉降计算方法展开了研究。首先,采用分段法,分别研究了围护结构变形和地表沉降作用下坑外土体侧移及深层沉降;然后,基于叠加原理,针对坑外任意点位置土体侧移和沉降,推导出了适用于不同基坑围护结构变形模式的相关计算公式;最后,将采用本文方法得到的坑外土体侧移及沉降计算结果同实测结果及现有理论方法的计算结果进行对比分析。结果表明,采用本文方法得到的坑外土体侧移及深层沉降与现场实测结果吻合度更高,从而验证了本文方法的可行性。     

Modified continuity conditions of plates in beam-column using the Mindlin plate theory

In the present paper, two independent functions of displacements along the z axis direction, i.e., the total lateral displacement w and the bending deflection φ, have been introduced within the first order shear deformation plate theory FSDT. The differential equations of motion and boundary conditions have been derived from Hamilton's principle employing the classical Mindlin approach. Modified conditions of two adjacent component plate interactions have been formulated. A plate model of the plate structure has been adopted to describe all possible buckling modes. The obtained equations are approximate since the shear locking is not ignored but the boundary layer effect is neglected. A method of the modal solution to the buckling problem within Koiter's asymptotic theory has been used. The calculations have been conducted for a few beam-columns of various shapes of cross-sections. The obtained results that account for transverse shear deformation have been compared to the results attained for the classical thin plate theory.     

Finite element simulation of pile behaviour under thermo-mechanical loading in integral abutment bridges

To study the behaviour of piles in integral abutment bridges, under seasonal and daily thermal loading, a three-dimensional, nonlinear finite element model was constructed for a bridge. The model was parametrically run for five different bridge lengths that varied from 122 to 549 m. A sinusoidal model was used to represent the daily and seasonal temperature variations. The results showed that maximum lateral displacement of the piles occurs during the winter when the thermal contraction and the dead and live loads on the bridge produce displacements in the same direction. Maximum stress occurred in the pile furthest from the centre of the bridge and was found to be in the flange of the pile immediately below the concrete abutment. Plastic deformation was observed in all of the piles for all bridge lengths. The lateral displacement and maximum plastic deformation in piles increased as the length of the bridge increased. A linear relationship was found between the length of the bridge and the lateral displacements for both seasonal and daily temperature variations.     

Der Einfluss von Zwischenhölzern auf das Biegedrillknickverhalten zweiteiliger Brettschichtholzträger

The influence of intermediate links on the lateral torsional buckling of two‐part glued laminated girders. The lateral torsional buckling behaviour of two‐part laminated girders can be influenced very advantageously by means of intermediate links. The reason for it represents mainly the shearing connecting of the two elements in their longitudinal direction. Furthermore the intermediate links cause an elastic torsional coupling which is the reason why the lateral torsional buckling of the single parts of the girder also is determined by vertical displacements besides the usual torsions and horizontal displacements which require further deformation energy. In this paper the bifurcation loads are determined for a girder with different types of the intermediate links by means of a finite element analysis. In addition nonlinear elasticity calculations according to theory of second order are carried out to get the forces and moments of the links. The results of the investigations demonstrate that connections between the two parts of the girder are the reason that the buckling loads rise significantly. The arithmetical consideration of the connections at the supports alone shows already very positive consequences on the buckling behaviour of the girder.     

考虑桩侧土体三维效应和地基剪切变形的隧道开挖对邻近桩基影响分析

目前就隧道开挖对桩基变形影响的解析理论研究一般基于Winkler地基模型,较少考虑地基的剪切变形和桩侧土体三维作用效应。基于Pasternak地基模型,首先推导了隧道开挖与邻近桩基相互作用的简化理论解,该解反映了地基剪切变形但未考虑桩侧土体三维作用效应。在此基础上,为反映桩侧土体三维作用效应,将其等效成集中力通过剪切层传递到桩基两侧,推导了体现三维作用效应的群桩反应表达式。将考虑与不考虑桩侧土体三维作用效应的结果进行对比,发现考虑桩侧土体三维作用效应的桩基水平位移和弯矩值更接近监测数据和离心试验数据。此外,还针对群桩影响因素进行了分析。结果表明：土体剪切变形对桩基影响不容忽视,剪切层模量越大,隧道开挖引起的桩身水平位移越小;桩径越大,桩身水平位移越小,桩身弯矩越大;桩基与隧道距离越小,桩基最大水平位移和弯矩值越大。     

基于两种DIC方法的含孔洞土样变形破坏观测

正确认识不同数字图像相关(DIC)方法的应变计算结果的差异有助于该方法的正确使用。岩土材料变形破坏过程中应变场的准确测量对于正确认识岩土材料的变形破坏机理具有重要的意义。利用自主研制的平面应变模型加载及观测系统,在垂直方向位移控制加载条件下开展了平面应变含孔洞土样(受内压和侧压作用)变形破坏过程实验研究。利用两种DIC方法(即中心差分方法和局部位移场最小二乘拟合方法)计算了应变场。与此同时,还根据清晰剪切带所处位置布置了曲折测线,并在其两侧布置了平直测线,详细地比较了两种DIC方法的应变计算结果的差异。发现了下列结果:随着纵向应变的增加,含孔洞土样最大剪切应变的分布由均匀分布向不均匀分布转化,并最终导致含孔洞土样发生贯穿土样的剪切破坏;2条平直测线上最大剪切应变不相等,剪切带内变形程度大于带外。利用局部位移场最小二乘拟合方法能较好地获得含孔洞土样孔洞表面附近的应变,当计算窗口=5×5个点时,应变更准确、平滑性更好,而利用中心差分方法获得的应变误差较大,且无法获得土样孔洞表面附近的应变。     

钢筋混凝土多高层建筑结构在地震作用下的割线刚度分析法

基于性能/位移的抗震设计,采用振型分解反应谱法进行抗震分析,并根据钢筋混凝土框架及抗震墙模型的试验数据,确定各变形阶段框架及抗震墙的割线刚度,分析了多高层建筑结构侧移的成分,以及引起震害的侧移。将不同变形阶段框架及抗震墙的割线刚度、目标位移的控制值与引起震害的侧移值相联系,对钢筋混凝土多高层建筑结构进行分析。预估结构遭遇本地区多遇地震、设防烈度地震及罕遇地震时的弹塑性变形和弹塑性内力的重分布,以便了解和把握地震时结构的行为。为基于性能/位移的抗震设计方法,提供了新的分析途径。     

钻孔侧向位移监测与围护结构稳定性预测

在围护结构施工过程中,监测结构深层、内部的变形,及时预报结构失稳的部位,对围护结构稳定性预测尤为重要.通过某地下车库围护结构（基坑）监测表明,采用钻孔侧向位移监测,可以揭示围护结构内部岩土变形状况,从而达到对围护结构稳定性进行预测的目的.