节点半刚性钢桁架受压腹杆计算长度分析

现行设计规范对桁架腹杆计算长度的规定未考虑节点的非刚性效应,但在某些情况下该效应不能被忽略。在经典的刚架弹性稳定理论基础上推导了考虑节点刚度的四弯矩方程和构件群稳定方程,并将其应用于桁架结构。结果表明影响半刚性钢桁架腹杆计算长度的主要因素是腹杆与弦杆线刚度比和腹杆线刚度与节点局部刚度比。通过编制计算程序求取的计算长度数值解,制成了可供设计使用的计算用表和简化计算公式。以等节间Warren型钢管桁架为例证明了在腹杆计算长度分析中考虑节点刚度的意义。     

无侧移柔性连接钢框架的简化分析

本文用变刚度的螺旋弹簧模拟梁柱节点连接的柔性，推导了柔性连接钢框架梁单元的转角位移方程。通过引入修正转动刚度、修正传递系数和修正固端弯矩，将传统的力矩分配法和分层法推广应用于无侧移柔性连接钢框架的结构分析，可供工程设计人员参考。     

H型钢梁与矩形钢管混凝土柱平齐式端板单边螺栓连接节点弯矩-转角分析模型

为预测通过平齐端板和单边螺栓连接的钢管混凝土节点的弯矩-转角关系,该文提出基于极限弯矩、初始转动刚度和形状参数的三参数指数模型.考虑节点的可能破坏模式,提出节点极限弯矩的计算方法,基于组件法建立节点初始转动刚度分析模型,仅需节点构造尺寸和材料特性便可得到节点的极限弯矩和初始转动刚度预测值.弯矩-转角关系模型、极限弯矩计...     

基于组件法的超大承载力端板连接节点弯矩-转角曲线计算方法

超大承载力端板连接节点是一种可以应用于大跨或重载钢结构中的新型梁柱节点形式。为了在结构分析中准确考虑该节点的抗弯承载力和转动刚度,需要确定其弯矩-转角曲线。在已有试验和有限元分析结果的基础上提出了超大承载力端板连接节点的组件模型,引入一种新组件形式并提出了其承载力和刚度的分析方法,基于组件法提出了超大承载力端板连接节点的抗弯承载力和转动刚度的计算方法。综合现有典型的节点弯矩-转角曲线模型的优点,以节点抗弯承载力和转动刚度为基本参数提出了适用于超大承载力端板连接节点的弯矩-转角曲线模型。通过与已开展的试验研究和有限元分析结果进行比较,所提方法得到的节点抗弯承载力和转动刚度较为准确,所提弯矩-转角曲线模型与试验曲线吻合良好,可以应用于采用该节点形式结构的分析和设计中。     

钢结构梁柱半刚性端板连接弯矩-转角全曲线计算方法

提出了一种计算钢结构梁柱半刚性端板连接转动变形的方法,通过与试验结果比较得到验证,该方法不但能够很好地计算端板连接的整体转动变形特性,包括初始转动刚度和弯矩-转角(M-φ)全过程曲线,而且能够较好分析计算其转动变形的各种来源,包括节点域剪切变形、螺栓伸长、端板和柱翼缘弯曲变形等,从而能够提供弯矩-剪切转角(M-φs)和弯矩-缝隙转角(M-φep)曲线,为准确分析端板连接的细部转动变形特性提供了可靠依据,同时也为我国钢结构设计规范关于节点转动变形的具体设计计算方法提供了有益补充。     

无侧移刚架的参考弯矩图解法

根据弯知分析法的原理和无侧移刚架的性质，本文得到了无侧移刚架的参考弯矩图解法。刚架杆端位移弯矩图的杆端弯矩及其特性弯矩具有表示刚架具有表示刚架力平衡与位移条件的功能。利用特征弯矩和杆端弯矩应满足的全部条件，以基本未知量为参数，作刚架的参考弯矩图，通过列控制方程，从而得到弯矩图。用本方法解ｎ层刚架，一般只需ｎ个计算简单。     

梁翼缘削弱型节点钢框架柱弹性稳定分析

采用变截面梁的转角位移方程,通过分析柱子的近端影响,推导出翼缘削弱型节点(RBS)无侧移和有侧移框架柱分别对应的计算长度系数?值的计算公式。通过引入梁柱修正线刚度比,RBS节点框架柱计算长度系数的计算公式可写成现行《钢结构设计规范》附录D的公式形式。研究结果表明:RBS节点无侧移框架柱的计算长度系数基本等同于普通刚接钢框架柱的计算长度系数,建议在简化计算中可直接按普通无侧移钢框架来计算;但对RBS节点有侧移钢框架,由于梁翼缘削弱,柱计算长度系数比普通刚接有侧移钢框架柱的计算长度系数有较大增加,已超过工程设计的允许误差,设计中应考虑其不利影响。     

古建筑木结构燕尾榫节点弯矩-转角关系理论分析

基于燕尾榫节点受力机理的分析,对燕尾榫节点的转动弯矩进行了理论分析,推导了燕尾榫节点弯矩-转角理论计算公式,并与试验结果进行了对比分析,理论分析结果与试验结果吻合较好;在计算公式的基础上,对燕尾榫节点转动弯矩的影响参数进行了分析,结果表明:在一定范围内,随着摩擦系数的增大,燕尾榫节点的转动弯矩和初始转动刚度也逐渐增大;当摩擦系数超过0.5时,节点的初始转动刚度增加幅度逐渐减小;榫头长度和榫头的“收乍”角度的增大均能够提高燕尾榫节点的转动弯矩以及初始转动刚度;榫头高度的增大能够一定程度地提高燕尾榫节点的转动弯矩,但对节点的初始转动刚度影响不大。所得结果可为古建筑木结构的受力分析提供依据。     

1／2特征弯矩性质及其应用

1／2特征弯矩等于直杆两端的转角组合,且与杆的侧移无关。参考弯矩图解法用此特征弯矩简化剪力静定杆的分析和其它相关分析。只用一个未知量就能计算常见单跨n层无剪力分配刚架,且计算简单。也能计算荷载引起的已知杆端转角超静定杆的弯曲变形与剪切变形的跨中弯矩。     

与圆弧形曲梁连结的框架柱则移刚度

从悬臂直梁出发，可以推导出线刚度与固定端弯矩及铰支端转角的相互关系，进而通过该关系推导出曲梁的折算线刚度。如果考虑楼板的刚度足够大，利用传统的D值法可以直接计算出相关柱的侧移刚度。如果考虑楼板的刚度是有限的，则可以通过建立平衡方程和协调方程得出曲梁中部柱子的位移与其它柱子位移之间的关系，进而可以对曲梁中部柱子侧移刚度的修正系数进行调整，最终可以求出曲梁中部柱子的侧移刚度。     

腹板开孔的钢-混凝土组合梁的挠度计算

描述了一种腹板开孔组合梁挠度的计算方法。提出了楼板参与开孔段上部截面抗弯的有效宽度的概念,并进行了拟合。将剪切变形和空腹桁架弦杆的弯曲变形合并为等效剪切变形,得到开孔段的等效剪切刚度。利用开孔段与未开孔段截面刚度不同的现象,建立分段梁单元模型,采用传统梁理论求解挠度计算公式。与采用实体单元和板壳单元的有限元分析结果的对比表明,该文公式具有很好的精度。     

Nonlinear vibration and postbuckling of unsymmetrically laminated imperfect shallow cylindrical panels with mixed boundary conditions resting on elastic foundation

This study is analytically concerned with the titled problem. The rotational stiffness variation is assumed to be identical along opposite edges. The panel is subjected to inplane edge forces but not tangential boundary forces. A unified approximate solution is formulated on the basis of the dynamic Marguerre-type equations. The edge condition for the rotational stiffness variation is satisfied by expansion of the edge bending moments and the varying rotational edgerestraint coefficients into generalized Fourier series. These moments are also replaced by an equivalent lateral pressure near these edges. The Galerkin procedure furnishes an equation for the time function which is solved by the method of perturbation. In the postbuckling case the equation reduces to a relation between the postbuckling load and the maximum deflection. Numerical results for nonlinear vibration and postbuckling behavior of orthotropic and unsymmetrically laminated angle-ply cylindrical panels are presented graphically for different parameters and compared with available data.     

铰支桁架-框架结构抗震设计与性能研究

合理设计的框架会因为地震力分布不均匀致使框架的部分楼层梁率先屈服,导致结构层间位移角不均匀系数（DCF）增加,很难出现所有楼层梁端和柱底出铰的完全梁铰机制。为改善普通钢框架层间集中损伤和侧向刚度偏小问题,提出在框架中设置拉链柱和斜撑,形成铰支桁架-框架,控制框架侧向位移大小和分布。推导了框架弹性DCF值,并以此作为铰支桁架-框架的DCF目标值,进而提出了铰支桁架与框架的合理刚度比;给出了基于DCF抗震设计流程,设计算例达到了预期的位移和DCF性能目标。对比了框架、摇摆墙框架和铰支桁架-框架的抗震性能,结果表明:铰支桁架可以提高框架的抗侧刚度,使框架的塑性铰分布模式由不完全梁铰机制转变为完全梁铰机制,使框架层间位移角及剪力分布均匀;相比于摇摆墙框架,铰支桁架-框架具有较大的侧向刚度和相近的侧向变形模式。     

Penalty-function iterative procedures for mixed finite element formulations

Iterative methods for solving mixed finite element equations that correct displacement and stress unknowns in ‘staggered’ fashion are attracting increased attention. This paper looks at the problem from the standpoint of allowing fairly arbitrary approximations to be made on both the stiffness and compliance matrices used in solving for the corrections. The resulting iterative processes usually diverge unless stabilized with Courant penalty terms. An iterative procedure previously constructed for equality-constrained displacement models is recast to fit the mixed finite element formulation in which displacements play the role of Lagrange multipliers. The penalty function iteration is shown to reduce to an ordinary staggered stress-displacement iteration if the weight is set to zero. Convergence conditions for these procedures are stated and the potentially troublesome effect of prestress modes noted.     

非线性间隙杆单元的特性及其迭代算法

螺栓与栓孔之间间隙引起的非弹性变形是栓接结构产生挠度的一个重要原因.该文根据有限元的基本方法,建立了有间隙拉压杆单元,能够模拟有间隙栓接结构的力学行为,并准确计算出连接节点处间隙引起的结构的非弹性变形,并针对间隙单元的特点提出了基于剩余荷载系数增量理论的迭代求解方法.该文提出的计算方法为贵州省正安县桑坝大桥施工过程中拱...     

节点板式连接对H形钢支撑面外稳定性能的影响

为研究节点板对H形支撑面外弯曲约束能力和对支撑稳定承载力的影响规律,设计并制作了12个带有节点板的H形支撑(支撑系统)模型试件。进行了轴向等幅往复循环加载条件下的试验研究,得到了支撑端部的节点板连接净距等对支撑稳定承载力的影响规律,建立了往复循环加载条件下受压时支撑稳定承载力的退化准则和屈曲后承载力的建议取值方法。使用有限元方法对试验结果进行了精细化数值模拟,二者吻合效果良好。据此,对带有节点板的支撑系统进行了足尺模型的大规模参数分析。结果表明,支撑长细比、节点板厚度、支撑端部的节点板净距、支撑与梁柱夹角等参数对支撑稳定承载力和节点板面外转动刚度具有显著影响。基于这些关键参数对支撑端部弯曲约束能力的影响规律,并考虑尺寸效应,给出了板式连接节点对支撑面外转动刚度和支撑计算长度系数的建议取值公式,可以用于支撑的稳定承载力计算。     

三向类网架结构弯曲和振动分析的分解刚度法

把三向类网架结构简化为夹层板,采用考虑剪切变形的具有三个广义位移的平板弯曲理论进行分析。基于分解刚度思想提出了三向类网架(三角锥网架、三向网架)静力分析和固有振动分析的方法,给出了简便实用的计算公式。通过有限元法的验证,表明了分解刚度法作为一种简化的计算方法,其精度是比较高的,绝大多数的误差都小于5%。可以应用于工程结构设计,便于快速得出网架结构挠度和内力的计算结果及分布规律。此外,与其它的计算方法相比其计算公式大大简化了。     

采用相似变换解决含压杆稳定约束的桁架满应力设计

基于满应力设计思想,考虑桁架杆件在压力作用下的局部稳定约束,采用相似变换的方法,找出了惯性矩I与截面面积A的关系,根据压杆的临界应力分别导出大、中、小柔度的迭代公式,设计出压杆的截面积,解决了同时满足应力约束和局部稳定约束的桁架结构截面优化问题。在MSC/NASTRAN上利用PCL语言开发出了含局部稳定约束的桁架优化的更合理、更精确的优化软件。     

连续曲线箱梁预应力效应分析

本文通过预应力曲梁微元体的平衡方程,将作用于微元体上的预应力以一组等效荷载来代替。然后根据薄壁曲梁空间翘曲单元的刚度矩阵和各类荷载作用下固端力计算公式［１］,应用矩阵位移法分析曲梁中的预应力效应。计算预应力损失时,考虑了反向摩擦影响。结合某工程实例计算了由预应力引起的结构内力和变形。     

Macroscopic response of carbon-fiber pyramidal truss core panel taking account of local defect

In present paper, the macroscopic responses of carbon-fiber pyramidal truss core panel subject to uniaxial compressive loading are investigated through experimental, theoretical and finite element analysis (FEA) methods, taking account of local defect. The local defect is introduced in the form of missing strut for the unit cell. A theoretical model is proposed to predict the effect of defect on the compressive stiffness and ultimate strength of pyramidal truss core sandwich panel. To study the buckling and crushing behavior, a progressive damage model based on the Hashin failure criteria is implemented in ABAQUS software by means of a user subroutine VUMAT. The sensitivity of sandwich panel to the percentage of missing struts, defect type, and defect spatial configuration are respectively discussed. Comparing with the open-cell foam and honeycombs, the pyramidal truss has better defect tolerant than bending dominated construction. Moreover, the effects of defect type and defect spatial configuration on the strength of pyramidal truss panel are significant under the same percentage of missing struts. The numerical results reveal that the discrepancy can be up to 14% and 29%, respectively. The local defect should be considered in the design and application of pyramidal truss structure.