不等宽K型间隙方管节点承载力计算的塑性铰线法

建立了考虑弦杆轴向压力影响的不等宽K型间隙方管节点的塑性铰线模型 ,并推出了节点承载力计算公式。公式中包含了弦杆轴力影响 ,节点间隙g变化 ,节点两支杆间的张拉场对节点承载力的影响。得出的节点承载力公式与实验结果、非线性有限元计算结果及CIDECT公式计算结果对比吻合得较好 ,从而为K、N型不等宽间隙方管节点提供了一个新的较为准确的计算方法和公式。     

含三维非线性铰链的超大尺寸展开桁架天线动力学响应分析

针对含三维间隙铰链和张拉索的大型空间展开桁架天线,研究其在冲击载荷作用下的非线性动力学特性.基于ANSYS软件建立了含间隙铰链的桁架天线非线性动力学有限元模型,采用六个组合单元模拟一个三维间隙铰链,并考虑张拉索的几何非线性,分析了桁架天线在冲击载荷作用下的非线性动力学响应.通过和理想铰链模型的分析结果进行比较,揭示间隙铰链对结构动力学响应的影响机理,进而研究了间隙大小、冲击载荷大小及作用时间、界限滑移力等对结构动力学响应的影响规律,从而为大型空间展开桁架天线结构的动力学设计及振动控制提供理论支撑.     

地震作用下横向碰撞对连续梁桥地震反应的影响

地震作用下,结构的碰撞问题被认为是影响结构地震反应和结构抗震性能的一个重要因素,碰撞是一种非常复杂的非线性问题,其影响因素很多.采用非线性时程地震反应分析方法,探讨了横向地震作用下梁体与抗震挡块间的碰撞对连续梁桥地震反应的影响,结果表明:梁体与抗震挡块间的碰撞不仅产生很大的撞击力.还会导致桥墩的地震需求增大,对结构抗震不利.通过参数分析表明接触单元刚度、初始间隙以及墩高等参数对碰撞效应有很大影响.     

扰动土-结构接触面抗剪强度特性试验研究

针对地下空间开发等原因引起的扰动土-结构接触面抗剪强度特性,制备了干密度、孔隙比、含水率和饱和度4类物理性质指标变化的扰动土样,在传统应变控制直剪仪上通过改进的试验方案,探究扰动土与粗糙、光滑和极光滑3类粗糙度接触面的抗剪强度变化规律。试验结果表明,对各类粗糙度接触面,抗剪强度及外摩擦角,均随含水率、孔隙比、饱和度的增大而非线性减小,而随干密度的增加而非线性增加,其中含水率在10%～15%或饱和度在40%～50%范围时改变显著。对于极光滑接触面,抗剪强度及外摩擦角受土的扰动影响微小,基本可以忽略。试验结果为扰动土-结构接触面抗剪强度规律和扰动土-结构相互作用的进一步研究提供了试验依据。     

轻型桅杆的非线性分析

本文根据轻型桅杆的受力特点，引用大位移非线性梁柱单元及非线性索单元理论对轻型桅杆结构进行非线性分析，非线性梁柱单元理论计入了桅杆杆身的轴压与弯曲的耦合效应，并同时考虑索单元与梁柱元之间的非线性相互影响。本文方法可同时进行轻型桅杆的强度、整体稳定、杆身层间稳定、刚度的计算。     

考虑销轴连接间隙非线性行为的等效计算方法

销轴连接在工程设计中是一种常用的连接方式,计算整体结构时一般可以简化为理想的铰接节点.考虑到加工安装的要求,工程中常用的销轴连接构造中通常有一定的间隙,销轴连接通过销轴与孔的接触和间隙的闭合来传递构件内力,因而在微观上表现出了显著的非线性特征.为了考察该局部非线性行为对整体结构性能的影响,本文提出了一种基于通用有限元分析软件的高效而精确的简化计算方法,即通过对两端被销轴连接所联系的构件的材料本构关系进行非线性化来模拟和等效销轴连接的非线性接触行为.应用该方法对某一含有较多销轴连接的屋盖结构进行了对比分析.结果 表明,销轴间隙对结构的整体性能和构件的内力分布都有相当程度的影响,应给予充分重视.     

设计参数对桩+锚索组合抗滑结构应力状态的影响

分析了桩-锚索工作的内在机理;探讨了桩-锚索理论上存在的5种桩身结构类型;研究了锚索拉力、桩截面、嵌固段长度对桩身结构的影响;提出了桩-锚索设计时可以通过优化设计参数,确定合理的桩身结构.     

基于单片机微型电磁炮模拟装置的研究与设计

研究并设计了一款模拟电磁炮装置。系统采用直流稳压电源供电,利用云台(二轴舵机)控制调节炮管水平方位及垂直仰角方向,采用电磁力将弹丸射出,击中相应目标。电磁炮射击时,既无炮口焰、雾,也无震耳欲聋的炮声,不产生有害气体。具有射速快,动能大,射击精度高,射程远,射击隐蔽性好等优势。因此电磁炮以其独特的优势在应用方面有着不可估量的发展前景。     

后张拉预应力成形鞍形网壳在成形阶段的应力分析

对一后张拉预应力成形鞍形网壳模型的成形应力进行了非线性有限元计算.建模时,使用连接件模拟了上弦杆搭接螺栓连接以及腹杆的鸭嘴端螺栓连接,考虑了几何非线性和材料非线性,将"管-管"接触算法应用于梁、杆单元组成的结构模型中.结果表明:计算值与试验值在杆件应力及内力分布趋势上吻合,但计算值小于试验值,其主要原因是有限元模型未考...     

核筒-悬挂体结构地震动力反应分析

利用拉格朗日方程建立了核筒悬挂结构体系运动方程,考虑了大位移非线性的影响,采用Longe-Kuta方法求解体系地震动力响应时程。计算结果表明,悬挂体系能明显减小楼层层间位移、速度及加速度,减震效率接近90%,核筒截面抗弯刚度对其截面内力及筒身水平位移影响最显著,截面内力随其增加而增加,而吊杆长度及阻尼器的阻尼系数对截面内力的影响较小。阻尼系数对层间位移及核筒内力存在优化值,楼层位移、楼层速度及加速度随阻尼系数减小单调减小。     

考虑接触及材料双重非线性的桩基础桥墩地震反应分析

为了研究桩构件及地基土进入非线性后对桩基础桥墩地震反应的影响规律,特提出了双向三线性滑移模型模拟桩侧土水平抗力的材料与接触非线性特征,单向(仅受压)模型模拟桩尖土的塑性与间隙效应。在此基础上,进一步提出了群桩基础桥墩动力非线性分析模型。以某高速铁路32m简支梁重力式墩为研究对象,根据不同构件的非线性建立了3种计算模型,并进行了非线性时程反应分析。结果表明:(1)本文提出的三线性滑移模型可较好地模拟桩侧土的塑性及接触非线性。(2)与线弹性m法结果比较,若考虑地基土及桩构件的非线性效应,墩身及桩身的结构内力显著降低。(3)对于群桩基础而言,地基土的耗能能力主要源于桩侧地基土水平抗力的耗能能力。     

双排桩受力变形规律及影响因素有限元分析

以武汉市凯德广场深基坑工程双排桩支护结构为依托,采用Midas GTS NX软件对其进行数值仿真模拟分析。得到桩间加固和无加固双排桩桩身位移随深度变化曲线,分析其各自变化规律及异同点;得到两者桩身应力随深度变化曲线,分析其各自变化规律及异同点,及桩间土加固对桩身受力产生的影响;分析得到预留土土体力学性质对桩间加固和无加固双排桩位移的影响;同时分析了桩间加固土体弹性模量E、黏聚力c值单独变化对桩身位移产生的影响,以及两参数同时变化对桩身位移影响。     

全钢方套圆型防屈曲支撑间隙对抗震性能的影响

以一种新型全钢方套圆型管中管(Tin T)防屈曲支撑结构为研究对象,提出了可能影响Tin T防屈曲支撑结构整体稳定的基本因素。运用有限元软件ABAQUS,针对方套圆型防屈曲支撑内圆管与外方管在不同间隙下的滞回性能、构件拉压性能、刚度退化以及抗震耗能指标等方面的变化分析研究,并与单管支撑结构和相关试验数据进行分析对比。研究结果表明:两管之间的间隙是Tin T构件整体稳定性的关键因素,间隙越小,整体发生屈曲的可能性就越小;内外管之间间隙大小对Tin T构件的摩擦作用有较大影响,从而影响Tin T构件的滞回性能; Tin T支撑的耗能能力随间隙的减小增强,并且可以提供52%以上的附加有效阻尼比。     

基于线网与双杆身桅杆整体建模的结构有限元分析

同相水平天线作为短波天线最常用的一种形式,其两侧由双杆身桅杆或自立塔作为支撑结构。传统设计方法是将线网自重作为一种外荷载,进行支撑结构的单独计算,该方法忽略了线网作为非线性行为体系对支撑结构设计的影响。本文采用SAP2000软件,对高度93m的双杆身桅杆及其支撑的线网结构进行整体建模与非线性静力及动力分析,重点研究了工作状态、检修状态及断线状态下,单独计算与整体计算时线网对桅杆结构内力、变形的影响。结果表明,在某些工况下,由于桅杆变形使线网内力发生较大变化,从而对结构计算结果产生较大影响,在设计中应予以考虑。     

隧道不同直径管幕支护施工地表沉降影响

管幕法施工易造成地层非线性扰动,最终导致地层变形及地表不均匀沉降.但是对于管幕群管研究及其地表最大沉降影响的研究规律尚有欠缺.因此,结合福州工业北路延伸线工程隧道段贯穿文林山项目,数值软件Midas对多根管幕顶进过程地层应力分布情况及地表最大沉降位移情况进行分析.可得出文林山主线隧道北侧出口段管幕施工中直径增大对于地表...     

地震作用下大跨斜拉桥主桥与多联引桥伸缩缝处连锁碰撞效应研究

针对地震作用下大跨斜拉桥主桥与多联引桥间易发生连锁碰撞现象,以一座典型大跨斜拉桥为研究背景,采用SAP2000 Nonlinear有限元程序,建立考虑主桥与多联引桥伸缩缝处碰撞效应的桥梁结构三维非线性计算模型,采用非线性时程分析法,研究大跨斜拉桥主桥与多联引桥伸缩缝处连锁碰撞效应对桥梁抗震性能的影响,并分析初始间隙、引桥周期比对连锁碰撞效应的影响规律。研究结果表明:若仅在引桥-引桥相邻梁体间发生碰撞,碰撞效应对短周期联引桥影响不大,但对长周期联引桥有一定影响,即会增大长周期联引桥梁端位移、梁墩相对位移以及固定墩墩底地震响应;而若主桥与多联引桥间发生连锁碰撞,不仅会显著增大短周期联引桥梁端位移、梁墩相对位移以及桥墩地震响应,而且会进一步增大长周期联引桥梁端位移、梁墩相对位移以及桥墩地震响应,更易引起各联引桥桥墩破坏或梁体落梁;随着初始间隙的增大,连锁碰撞效应对引桥结构的影响减弱;随着短周期联引桥基本周期的减小,连锁碰撞效应对短周期联的影响也有所降低。     

基于履带式阻尼器的框架-摇摆墙耗能结构抗震性能研究

介绍了基于履带式阻尼器的框架-摇摆墙耗能结构及其抗震性能的研究分析.框架-摇摆墙结构能改善结构的变形机制,提高结构抗震性能,缺点是削弱了结构刚度,使各层位移加大.而履带式阻尼器构造简单、安装方便、价格低廉,且能在2个方向上帮助结构耗能,帮助结构提升抗震性能.通过对框架剪力墙结构、框架-摇摆墙结构及基于履带式阻尼器的框架-摇摆墙耗能结构进行静力非线性推覆分析及动力非线性时程分析,对比研究3种结构的抗震性能.结果表明:框架-摇摆墙结构较框架剪力墙结构层间变形趋于一致,结构损伤趋于均匀,属整体破坏机制,相比框架剪力墙结构更加符合规范要求的"强柱弱梁""强剪弱弯"的设计原则;而履带式阻尼器可有效降低框架-摇摆墙结构的层位移及层间位移角,基于履带式阻尼器的框架-摇摆墙结构在承受地震荷载时层位移小,层间位移变化均匀,抗震性能更加优越.     

稳定分析中极值点失稳与分枝点失稳的跟踪策略及程序实现

对结构的平衡路径进行跟踪分析,是全面了解该结构的受力性能所必须进行的一项工作.目前的结构非线性稳定分析技术大多对极值点失稳型问题较为有效,但对分枝点失稳型问题则困难较多.本文就结构分析中这两种常见的失稳形式进行了比较分析,并就其跟踪策略进行了探讨,提出采用位移扰动法和力扰动法有选择地跟踪实际所关心的平衡路径.最后编制程序并对一K6-4型单层穹顶网壳进行了分析验证.     

超近间距三顶管并行施工对地表变形的影响研究

针对南宁地铁5号线明秀路站换乘通道的三管并行结构施工,开展三顶管并行施工过程中地表变形的现场试验研究,并建立三管并行分步施工模型,进行开挖面支护压力分析,并分析开挖面压力对地表的扰动影响,得到三管并行结构施工对地层的扰动规律,以指导后期类似工程的施工。     

基于轴对称连续介质模型的径向非均质土中大直径管桩纵向振动特性研究

基于Rayleigh-Love杆模型和三维连续介质模型,综合考虑土体竖向波动效应和桩身横向惯性效应,建立三维轴对称径向非均质黏性阻尼土–大直径管桩纵向振动相互作用分析模型;通过采用拉普拉斯变换和复刚度传递法,递推得到桩芯、桩侧土体与管桩内外壁接触界面处的关系表达式,并基于桩-土完全耦合条件推导出大直径管桩桩顶动力阻抗解析解;进一步利用傅里叶逆变换和卷积定理,求解出大直径管桩桩顶时域响应半解析解,将所得解析解退化并与已有解答进行对比分析,以验证其合理性。在此基础上,通过进一步参数化分析,探讨桩身泊松比、桩身波速、桩侧土施工扰动效应对大直径管桩动力响应特性的影响规律。结果表明：(1)随着桩身泊松比的增大,桩顶速度导纳曲线振幅和共振频率均减小,且反射波曲线出现明显的振荡现象。(2)桩顶速度导纳曲线和桩底反射信号的幅值随桩身波速的增大而增大。(3)考虑桩身横向惯性效应时,施工扰动效应对桩顶动力响应的影响更为显著。(4)通过将推导所得解退化并与已有相关解答解进行对比分析,验证了其合理性和精度,可为桩基纵向振动分析和设计提供参考。