半圆形拱结构自振分析

通过对两端铰支半圆形拱结构的分析，利用虚功原理，求得位移方程、自振频率及对其振动作了进一步分析，其计算方法是精确和实用的。     

钢筋混凝土框架柱和轻钢拱结构失效方程复杂特性与设计可靠度

以全跨永久荷载和半跨雪荷载组合作用下的轻钢拱结构与重力荷载和水平地震组合作用下的钢筋混凝土框架柱两类典型情形为研究对象,采用现行相关设计规范中的承载力计算式推导其失效方程。采用相应结构实例对两类典型情形下的失效方程复杂特性进行分析,表明轻钢拱结构具有较大的雪荷载效应比值和钢筋混凝土大偏压柱失效方程具有较高程度非线性。考虑以上特性,对两类典型情形进行可靠度校准分析,结果表明:雪荷载组合作用下轻钢拱结构的可靠度较低,建议雪荷载分项系数值取为1.75;钢筋混凝土框架柱在不同抗震承载力设计情形下其失效概率会有较大的差异,且无法通过将柱端弯矩增大系数简单增大到某一值而消除,同时在轴压力荷载效应比值为负的情形下现行设计方法会偏于不安全。     

重力影响条件下拱的振动分析

利用哈密尔顿原理推导了均匀分布重力作用下圆弧拱振动控制方程,用Galerkin方法计算了考虑重力影响条件下拱结构的振动频率,分析了均匀分布重力的大小对拱结构振动频率的影响。     

张弦拱结构的结构分析与其静力性能研究

对张弦拱结构的受力件能与分析方法进行了系统的研究.根据张弦拱结构的自平衡特点,建它索与拱的变形协调方程,给出了张弦拱结构的平衡微分方程,并设定位移甬数,用伽辽金法进行求解,以求得张弦拱结构的内力与位移.这一连续化理论计算方法与非线性有限元分析方法、模型试验结果都进行了分析比较,证明本理论方法计算方便、直观精确,可用于张弦拱结构的分析与计算.根据理论公式,对张弦拱结构的静力性能进行了讨论,包括结构的线性性能、拱的弯曲刚度贡献、结构挠度与支座的水平位移、预应力过程等方面,对张弦拱结构的研究与设计有较好的指导意义.     

弹性支撑拱结构的动力特性研究

以三次B样条函数的线性组合作为拱结构位移振型函数,根据哈密顿原理推导出了弹性支撑拱结构的频率方程,考虑了拱脚处集中质量的附加惯性力等因素的影响,计算分析了竖向弹性支撑和旋转弹性支撑对拱结构动力特性的影响,提出了竖向临界刚度系数的概念。研究结果表明:竖向弹性支撑会使拱结构的基本频率减小,当矢跨比为0.1左右时影响最为显著,同时还会改变拱结构振型序列特点;竖向临界刚度系数是拱结构动力特性的分界点,此时拱结构的基本频率和第二频率几乎相等,若竖向支撑刚度系数小于临界刚度系数,结构的第1阶振型是对称的,而第2阶振型是反对称的,与刚性支撑拱结构的振型序列不同;若竖向支撑刚度系数大于临界刚度系数,结构的第1阶振型是反对称的,而第2阶振型是对称的,与刚性支撑拱结构的振型序列相同;旋转弹性支撑会使拱结构的基本频率减小,但并不改变其振型序列特点。     

张弦梁受力特点和计算方法的推导

通过对索拱结构、张弦梁平衡方程的推导和比较,从公式的角度表达出张弦梁的受力特点及其与索拱结构的区别,指出直线形张弦梁与拱形张弦梁的一致性。另外结合公式的推导,给出张弦梁拉索预应力大小的选取原则。     

隧道衬砌结构的安全评估

为保证隧道衬砌实际套拱结构的安全,采用MIDAS/civil有限元分析软件和桥梁博士建立套拱结构模型并进行了计算,通过分析和实践检验得出实际套拱结构是安全适用的。分析了使用过程中套拱结构存在的风险,并提出了相应的防范措施。     

基于SAP2000分析的钢拱结构设计

利用有限元软件SAP2000对某钢拱结构进行了不同荷载工况的静力和动力分析,根据分析结果进行了钢拱结构的截面设计,并介绍了钢拱结构形式和节点设计,进而完成对钢拱结构的设计,可供结构设计人员参考借鉴。     

基于突变理论的扁拱结构非线性动力稳定分析

通过突变理论分析扁拱结构在简谐荷载(模拟风荷载)作用下的非线性响应。在假定条件下由扁拱的偏微分运动方程得到非线性振动方程,采用增量谐波法进一步等效为尖点突变模型的标准形式;通过一系列计算数据定量分析了扁拱非线性响应的复杂特征,包括稳定区域和突跳的特点以及各参数的影响。结果表明:扁拱结构的非线性动力响应存在突变现象,跨度、矢高、荷载、阻尼比对扁拱的稳定区域均有影响,合理地选择参数可减小非线性的影响而使结构稳定。     

预张力斜拉索拱与索拱结构的静力性能比较

预张力斜拉索拱结构体系在索拱结构的基础上添加了上部斜拉系统,因此呈现出不同的力学性能。通过对预张力斜拉索拱结构与索拱结构在相同荷载工况作用下,结构的内力、位移和支反力的参数比较分析,得出两者在静力性能的异同。结果表明,预张力斜拉索拱结构的静力性能优于索拱结构。     

地铁换乘车站结构内力计算分析

以某地铁岛车站主结构单拱、单柱复合衬砌结构为研究对象,采用三维有限元分析方法对其进行分析计算。根据地下工程有限元分析的原则和要求,利用有限元软件MIDAS/GTS计算分析了主体结构荷载效应的最不利组合。同时,根据其主要控制截面,建立了有限元分析模型,在受力条件下进行了有限元分析,得到了相应的计算结果。     

浅埋大跨地下拱结构拱轴力学及数值优化研究

通过力学分析与有限元计算探讨浅埋大跨地下混凝土拱结构合理拱轴形式及拱轴优化问题。首先,基于曲梁平衡微分方程推导出浅埋大跨地下拱结构的合理拱轴微分方程。然后,分别采用SAP2000及ABAQUS有限元软件对相同参数下的不同拱轴混凝土拱结构进行内力比较分析,验证推导所得合理拱轴线的合理性。接着,以最大限度减小拱圈截面弯矩为优化目标,采用迭代法对拱轴进行优化,并以圆弧形拱轴为例进行计算分析。最后,将优化后的圆弧拱轴与本文所得合理拱轴的拟合曲线进行内力比较,得到合理拱轴线的近似最优解。本文的研究可为混凝土拱结构设计提供参考。     

金属波纹拱壳屋顶有限元模型的自动生成

用细化有限元模型网格的方法来模拟金属波纹拱壳屋顶结构实际的波纹形状是一种有效的分析方法 ,但却使得网格非常密集 ,有限元模型比较复杂。应用有限元网格自动剖分理论 ,采用平面超单元变换剖分法 ,编写程序实现了金属波纹拱壳结构有限元模型网格的自动剖分 ,大大节省了计算机建模时间 ,并避免了在手动建模及划分有限元网格时所出现的误操作     

空间结构杆件撤除后的新算法

基于有限元分析 ,提出空间结构变更后的新算法。该法将杆件撤除视为原结构上施加了关联荷载 ,不需重建并分解总刚 ,重新求解方程组 ,大大减少计算量。文中导出求关联荷载的一般算式。     

钢拱的平面外稳定性分析

给出了钢拱在一般荷载作用下的压弯相关公式,并通过对荷载条件、圆心角、不同截面放置方式等影响参数进行分析,验证了相关公式的安全性和适用性.     

某双曲拱桥的动静力测试及承载能力评估

本文以某双曲拱桥的承载力评估为例,在总结几种有限元模型离散方法的基础上,结合双曲拱桥的结构形式,提出采用梁板结合的模拟方法,用大型通用有限元软件ANSYS进行了双曲拱桥的模型建立.同时,阐述了双曲拱桥的动载及静载试验的试验方法与过程,包括用等代荷载的方法确定荷载车辆、各种工况的分级加载、动载及静载试验测点的布置.依据有限元分析结果与动静力荷载结果的对比分析,对工程实例桥的承载能力进行了评估分析,得出了该桥当前的结构性能和状况.结果表明,正确的计算模型是评定双曲拱桥承载能力的关键,有限元法中的板梁法结合双曲拱桥的结构形式,是双曲拱桥结构空间分析的一种有效方法,以有限元理论分析和动静力荷载试验相结合的方法能较为全面地评定双曲拱桥的承载能力,可为同类桥梁计算分析及承载能力评定提供参考.     

索支承实腹式钢拱承载性能影响因素分析

运用由梁单元、杆单元及索单元组成的混合非线性有限元法对索支承实腹式钢拱结构进行参数分析,从而明确了撑杆数目、撑杆长度、钢索预应力、跨高比等因素对这种结构力学性能的影响,得出了一些有用的结论。     

青岛北站拱脚支座节点的有限元分析

作为结构的重要传力构件,选择安全、实用的支座节点是结构设计的关键,为此对青岛北站的拱脚支座节点进行有限元分析。由于该节点复杂,目前对这种复杂的异形截面钢柱脚的承载力还未有明确的计算依据,因此采用ABAQUS对该柱脚受力性能进行分析。分析结果表明:青岛北站的拱脚支座节点的设计安全可靠,在各种荷载工况下可以安全有效地发挥作用,为同类大跨空间结构的支座节点设计提供了参考。     

陆安(石拱)桥结构分析

以清代陆安(石拱)桥的整体搬迁工程为背景,通过非线性有限元方法,考虑了拱圈、拱墙和拱背填料等各个部分的空间共同作用,及石材开裂对结构刚度的影响以及填料与拱圈之间的粘结滑移效应,对桥体进行了结构分析。结果表明,陆安桥满足现行规范的要求,并具有较大的强度储备。结论对同类实腹式单跨石拱桥的保护研究具有参考意义。     

新型建筑顶模板支撑构件的受力分析

针对新型建筑模板中顶模板组件支撑结构在实际使用过程中的受力进行了三维有限元分析,采用beam188单元模拟龙骨,用shell63壳单元模拟顶模板,将墙模板作为支座,并约束支撑处的竖向位移;最后将有限元分析结果与实测结果进行对比,结果表明中部主龙骨的受力最大,有限元分析的受力曲线与实测曲线基本吻合,计算分析结果为龙骨的截面设计的优化设计提供了理论依据。