变截面刚架结构计算的矩阵分析方法

在分析得到变截面杆件形常数和载常数微机实现方法的基础上,由形成的变截面自由单元的单元刚度矩阵,利用直接刚度法的矩阵分析过程完成任意变截面平面刚架结构的计算,避免了手算工作的繁重劳动,为变截面刚架结构更广泛的应用提供了方便。     

变截面框架结构的抗震设计计算

在分析变截面杆件形常数和载常数微机实现方法的基础上，利用有限元先处理定位向量法形成变截面框架结构关于独立结点位移坐标的结构刚度矩阵，经静力缩聚得到关于集中质量平动动力自由度的侧向刚度矩阵，由Ｓｔｏｄｏｌａ迭代法和规范地震反应谱计算振型地震作用，进而完成结构的抗震设计计算．     

非均匀变截面平面刚架稳态谐振动的新算法

给出了非均匀变截面刚架在任意谐振荷载和任意边界条件下的一个新的有限元解。此方法不须用变分原理,对刚架中任一变截面杆直接从微分方法出发,用矩阵迁移法直接推出单元刚度矩阵。大大减少了计算时间,节约了计算机内存,并有较高的数值精度,可同时计算变截面刚架的强度问题。     

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。     

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.     

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。     

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。     

变截面框架结构动力分析与抗震计算

在利用计算机求解变截面框架形常数的基础上 ,用有限元的直接刚度法形成变截面框架结构刚度矩阵 ,再利用静力凝聚技术得到动力矩阵。由广义JACOBI法和规范振型分解反应谱法分别求解频率、振型和地震力     

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。     

变截面框架结构的抗震设计计算

在分析变截面杆件形常数和载常数微机实现方法的基础上，利用有限元行处理定位向量法形成变截面框架结构关于独立结点位移坐标的结构刚度矩阵，经静力缩聚得到关于集中质量平动动力自由度的侧向刚度矩阵，由Ｓｔｏｄｏｌａ迭代法和规范地震反应谱计算振型地震作用，进而完成结构的抗震设计计算。     

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。     

变截面梁有限元分析

针对工程结构中广泛应用的变截面构件,根据有限单元法基本原理,在假定变截面模式的基础上,推导了变截面平面梁单元的单元刚度矩阵.使用笔者所给的单元分析梁高呈线性变化及抛物线性变化的矩形截面梁,所得计算结果将更加逼近于精确解.笔者给出了一个变截面悬臂梁和简支梁算例,计算表明,若用通常的分段等刚度单元进行近似计算,必须使用较多的单元数才能趋近于精确解,运用该方法可以使变截面梁的分析大大简化.     

变截面杆元传递矩阵法

利用杆元状态方程，现时考虑变曲、剪切和轴向变形，导出了几种常用变截面（矩形、箱形、工字形）杆元传递矩阵和传递载常数的解析公式，可用于工程结构的受力分析。     

等截面门式刚架结构的几何非线性性能研究

近年来，轻型钢结构门式刚架是钢结构建筑中应用相当广泛的一种结构形式。本应用基于有限元基本理论考虑剪切变形影响的平面梁元切线刚度矩阵，采用动坐标法编制了等截面门式刚架的几何非线性分析程序，应用该程序，讨论了屋面均布荷载作用下等截面门式刚架的整体稳定性能，并探讨了在不同设计荷载作用下，几何非线性对等截面门式刚架的工作性能的影响。     

用位移法计算弹性转动支座上的刚架

弹性支座较固定支座更接近于工程实际,但由于计算工作量较大,目前尚无较好的计算方法.本文提出用位移法计算弹性转动支座上的刚架,只要引进弹性转动支座的形常数、载常数的概念,就与普通刚架分析完全相同,从而大大地简化了此类结构的计算.     

变截面直杆单元刚度矩阵的精确式

以一种新的思路和做法变截面直杆进行单元的分析,本文直接把变截面直杆作为单元,采用力法导出单元刚度矩阵通用式,确定两种常见截面变化规律直杆的单元刚度矩阵精确式。     

等截面直角折杆刚度方程的推导及应用

位移法是求解超静定结构的基本方法,文献介绍一般常规位移法基本体系由直杆单元所组成,刚架比较复杂时,基本未知量较多,计算比较麻烦.本文通过对等截面直角折杆刚度方程的推导,使得对某些无侧移复杂刚架应用位移法求解内力工作量得到简化,并通过实例验证了其适用性.     

变截面梁扭转的有限元分析

推导了变截面梁单元的扭转刚度矩阵和等效节点载荷公式。对于截面半径按线性变化的梁,运用该扭转刚度矩阵将得到精确解。对于变截面梁的扭转,若用等截面扭转刚度矩阵分段近似,需采用较多的单元数,才能使结果收敛于精确解。     

空间梁单元切线刚度矩阵的精确分析方法

为有效进行空间刚架结构后屈曲分析,提出一种新的空间梁单元切线刚度矩阵的精确分析方法。首先用直接法建立梁单元杆端力与杆端位移的增量关系式,然后根据矩阵微分理论求出单元杆端力关于杆端位移的导数,在求导结果表达式中令杆端位移增量为0,即可得到梁单元切线刚度矩阵。对六层和二十层空间刚架结构进行了后屈曲分析。结果表明：所得的空间梁单元切线刚度矩阵具有足够精度,可有效用于大型空间刚架结构的后屈曲分析。