广东省中山市蝴蝶拱桥空间模型计算分析

广东省中山市蝴蝶拱桥造型新颖独特，受力复杂，本文利用ANSYS软件，采用板单元、实体单元、杆单元和梁单元建立空间有限元模型，对其从静力、动力和稳定性方面进行了空间分析，并根据计算结果，对该桥的设计提出了建议。     

钢筋混凝土空间杆系结构的非线性计算

本文依据有限位移的增量理论，结合等参元的概念，引入钢筋混凝土的弹塑性强化材料计算模型，推导建立了用于空间杆系结构非线性计算的多结点空间等参杆单元。这一单元比一般杆单元能更好的处理空间曲杆。在考虑单元弹塑性非线性时，采用了以单元内积分点的弹塑性状态，综合描述单元的弹塑性状态的方法。比较计算表明，本文提出的多结点等参杆单元是一种合理、有效地计算模式。结合文中提出的单元弹塑性计算模型，能够解决空间杆系结     

预应力混凝土连续箱梁桥计算模型对比分析

以一个单箱双室的预应力混凝土连续箱梁桥为研究对象,分别建立了结构平面梁单元模型、空间梁格单元模型以及空间实体单元模型。通过对计算结果的比较分析,指出了一般设计中常用的平面梁单元模型和空间梁格单元模型计算结果的差异,并对该类桥梁结构设计中采用何种模型和建模过程中应注意的问题提出了建议。结论对同类桥梁的设计分析具有重要的参考价值。     

转换梁设计计算方法的研究

本文通过对不同有限元计算结果的比较,研究了高层转换结构采用杆单元、平面单元和块体单元分析时的内力和变形差异,提出了在某些特殊情况下转换梁实际设计计算方法的不足,应按三维有限元分析进行补充计算。     

塔式起重机结构有限元分析技术研究

以某平头塔式起重机为研究对象，对其进行结构有限元分析，分别采用杆单元和梁单元构建模型，对比分析两种方案的优劣，得出塔机腹杆宜选用杆单元、弦杆选用梁单元建模的结论。依此方案建立塔式起重机有限元模型并进行应力分析，利用ANSYS的列表功能将应力数据提取后，导入EXCEL软件对塔机杆件的稳定性进行自动计算，使计算效率得到提高，为进一步完善塔式起重机有限元分析的理论提供参考。     

混凝土砌块砌体结构弹塑性地震反应分析方法

基于地震工程模拟开放系统OpenSees,提出了混凝土砌块砌体结构三维弹塑性地震反应数值分析方法,用带刚域的等效框架模型模拟混凝土砌块砌体结构,空间杆单元采用以力为基础的非线性梁、柱单元。数值模拟结果与试验结果较为吻合,验证了分析方法和计算模型的合理性。     

基于实体单元与杆单元的防微振结构竖向振动特性对比分析

电子工业厂房中精密设备对振动控制要求严格,其防微振结构形式与常规结构不同。目前防微振计算分析以杆单元模型居多,为比较在此类结构中采用杆单元和实体单元计算结果的差异,以某工程中防微振格构梁结构为例,采用ANSYS Workbench软件,得到了两种单元模型在质量、竖向刚度、竖向模态及谐响应的计算结果,分析了两者的差异性,为类似工程的单元模型选取提供参考。     

RC联肢剪力墙宏观数值计算模型研究

已有的钢筋混凝土联肢剪力墙宏观数值计算模型在墙体单元和连梁单元连接处采用水平变形协调，即连梁单元的梁端转动与墙体单元水平刚性梁的转动变形相协调。然而，水平变形协调并不能反映墙体和连梁的实际变形协调条件。为此，提出了一种钢筋混凝土联肢剪力墙宏观数值计算模型，该模型中墙体单元为具有分布式剪切弹簧且考虑平面外自由度的三维宏观墙体单元模型，连梁单元为具有3个子单元串联的一维杆单元模型，墙体单元与连梁单元的连接采用竖向变形协调，即连梁单元的梁端转动与墙体单元边垂直杆元的变形相协调。并通过算例对其模拟的准确性进行校验。结果表明：采用竖向变形协调方式建立的计算模型能更加准确地模拟联肢剪力墙的力学行为，提出的钢筋混凝土联肢剪力墙宏观数值计算模型可用于三维的非线性分析，其中墙体单元能更好地模拟剪切变形和面外变形，连梁单元能够更好地模拟与墙肢的变形协调。     

空间钢框架结构的弹塑性稳定

本文根据Giberson弹塑性梁单元模型和总势能最小值原理,导出了空间受力杆单元的二阶弹塑性切线刚度矩阵,并建立了空间钢框架结构的二阶弹塑性分析亢法。空间受力杆和缩尺空间框架模型的试验结果不仅验证了本文理论分析方法的正确性,而且反映空间结构的一些受力特性。     

结构三维弹塑性分析方法及其在建筑物震害研究中的应用

介绍了作者研究开发的结构三维弹塑性分析方法及其在建筑物震害研究中的应用。采用杆系模型 ,包括梁、柱、墙单元、拉压杆单元、弹簧单元和阻尼单元 ,可建立各种结构计算模型 (质点系模型、平面或空间框架模型 )。对柱和墙单元等压弯杆件 ,采用了“多弹簧模型”和“纤维模型”来考虑变动轴力和双向弯曲荷载之间的耦合作用 ,能够表达压弯杆件在多轴荷载作用下的力学特性 ,从而比较真实地模拟结构弹塑性地震反应。为了表达各种荷载作用下杆件或弹簧的力和变形关系 ,作者开发和引进了多种材料恢复力模型 ,这些恢复力模型模拟了材料的非线性。在结构分析过程中也采用近似方法考虑了几何非线性。采用以上计算模型 ,作者开发了结构三维弹塑性分析计算机程序 ,用于分析遭受地震作用的建筑物 ,其结果与实际的地震破坏吻合较好 ,能够说明结构的破坏机制。     

构件弯曲刚度及结构自重对输电塔自振特性的影响

高耸塔架结构是建筑物中的动力敏感结构,在动力分析前必须首先仔细地研究结构本身的模态特性。本文以一高压输电塔建筑为例,建立了输电塔的梁单元有限元模型和以杆单元为主的梁-杆单元混和模型,在分析不同单元形式对输电线塔的固有模态特性的影响的同时,分析了结构自重对模态特性的影响。     

考虑弯扭耦合的解析型薄壁梁单元

为提高分析薄壁梁杆件弯扭问题的精度和效率,以Vlasov薄壁杆件理论为基础,考虑大位移和截面翘曲的影响,建立弯扭杆件位移控制方程,构造了薄壁梁杆单元的解析位移形函数,采用势能原理建立了薄壁梁杆势能泛函。利用势能驻值变分原理构造了用于内力分析的解析型薄壁梁杆单元列式,给出了解析型单元刚度矩阵,将其与理论解、插值多项式弯扭杆单元进行对比分析。结果表明,采用构造的解析型单元计算的薄壁梁扭转角及翘曲率的精度远高于插值多项式单元,且不需划分单元,即可保证计算结果与理论解的相对误差在0. 065%之内,可用于开口薄壁杆件结构的弯扭耦合受力分析及稳定计算。     

基于ANSYS的斜拉桥施工模拟分析

根据斜拉桥的结构受力特点以及施工过程控制需要,基于有限元软件ANSYS,编制命令流程序建立了空间三维梁杆单元模型。通过杀死和激活单元的方法,有效地模拟出每个施工阶段的结构内力和位移变化,再将模拟结果与MIDAS/CIVIL计算结果进行对比来验证模拟方法的合理性和正确性,为斜拉桥的设计和施工控制提供了理论依据。     

结构三维弹塑性分析方法及计算机程序CANNY

介绍了作者研究开发的结构三维弹塑性分析方法及其在建筑物震害研究中的应用。采用杆系模型,包括梁,柱,墙单元,拉压杆单元,弹簧单元和阻尼单元,可建立各种结构计算模型（质点系模型,平面或空间框架模型）。对柱和墙单元等压湾杆件,采用了“多弹簧模型”和“纤维模型”来考虑变动轴力和双向弯曲荷载之间的耦合作用,能够表达压弯杆件在多轴荷载作用下的力学特性,从而比较真实地模拟结构弹塑性地震反应。为了表达各种荷载作用下杆件或弹簧的力和变形关系,作者开发和引进了多种恢复力模型,这些恢复力模型模拟了材料的非线性。在结构分析过程中也采用近似方法考虑了几何非线性。采用以上计算模型,作者开发了结构三维弹塑性分析计算机程序CANNY,用于分析遭受地震作用的建筑物,其结果与实际的地震破坏吻合较好,能够说明结构的破坏机制。     

基于能量变分剪切效应空间梁单元刚度矩阵及荷载列阵推导

为了系统研究空间梁单元考虑剪切变形影响时的刚度矩阵及荷载列阵,将能量变分原理应用于空间梁的单元分析。建立了考虑剪切效应的空间梁单元位移函数,利用最小势能原理导出了这种空间梁单元的刚度矩阵和荷载列阵的表达式,显式积分得到单元刚度矩阵,同时计算了平面内部分非节点荷载作用下的等效节点荷载,修正了相关文献中的部分错误。计算结果表明:该方法所得到的单元刚度矩阵与相关文献中其他方法的计算结果完全一致,为编制空间巨型结构的有限元程序奠定基础,对推算其他类型单元刚度矩阵及其荷载列阵也具有理论意义和应用价值。     

某钢螺旋梯道的设计及计算方法研究

本文针对某钢螺旋梯道,采用空间梁单元结构模型和空间梁-板混合单元模型两种方法,对该梯道进行建模计算。通过对两种模型的计算结果分析比较发现:该螺旋梯道应力及位移满足规范要求;空间梁单元结构模型建模过程简单,便于应用,计算结果偏安全,适用于工程应用;空间梁-板混合单元结构模型建模较为复杂,能够更好地考虑横梁对整体结构的影响,计算结果相对精确。     

预应力梁弦结构预应力施工控制的非线性分析

采用梁-柱单元理论，建立预应力梁弦结构在预应力施加阶段的非线性平衡方程．采用平面模型，对预应力空间梁弦结构预应力施加结构形状及整体刚度变化进行了全过程分析。针对一工程实例，通过比较计算和实验结果，证明本文方法是可行的。为预应力空间梁弦结构的预应力计算和控制提供了一种较为精确的数值分析方法。     

输电线路大跨越的自振特性研究

针对输电塔体系中的３种不同类型的构件采用了３种类型的杆件计算模型－－桁架杆单元、索单元和预应力杆单元，计算了输电塔体系的动力特性，并与通常采用的简化模型进行了比较。计算结果表明，导（地）线及绝缘子对输电塔的动力特性有一定的影响，不可忽略，并宜作进一步的研究和试验。     

弯桥的三维仿真分析

箱形截面是曲线梁桥设计中常采用的截面形式，其扭转可分为纯转和翘曲扭转两种。计算模型采用空间梁单元难于计算翘曲，也不能考虑剪力滞后效应和梁体的畸变，边界条件为点支撑，不能模拟板式橡胶支座与梁面面接触的非线性问题。本文采用空间实体单元，克服空间梁单元的缺点，考虑与支座的位置非线性问题，分析梁体在脱空状态下支反力分配特点，重点考察板式支座的抗扭作用。     

高速铁路大跨度预应力连续弯梁桥设计

介绍了武咸城际铁路汤逊湖特大桥（60＋100＋60）m预应力混凝土连续弯梁桥的设计标准、设计荷载及梁体构造,利用有限元软件采用平面模型和空间模型对结构进行了纵、横向受力分析,对结构的各项设计指标进行了检算。分析表明,对于此类桥梁,采用空间梁单元模型来进行计算指导设计较为合理,其余模型可起辅助校核作用。同时,计算结果表明本桥各项指标均满足相关规定,并有足够的安全储备,可以在我国高速铁路桥梁建设中逐步应用和推广。