一端弹性支座另一端非弹性支座空简支钢梁的振动简化计算方法

介绍了一端弹性支座另一端非弹性支座简支钢梁的振动简化计算方法.采用能量法,把梁上作用的多个集中质量简化为均布质量,把梁在均布静荷载作用下的变形曲线视为振型曲线,推导出了计算前3个振型的自振频率公式,采用振型分解法计算振动线位移和振动速度.通过工程实例,说明该方法不但计算简便,而且能较好地满足工程振动需要.     

高矢跨比椭圆抛物面弦支穹顶风振系数研究

常州市体育馆弦支穹顶,采用Levy型索杆体系以及外部联方型和内部凯威特型网格单层网壳。与常规已研究的弦支穹顶相比,其高矢跨比使网壳具有较大刚度,其椭圆抛物面外形使屋盖在水平风载作用下既存在风吸区也存在风压区。结合工程进行了高矢跨比椭圆抛物面弦支穹顶的风振时域分析,研究了网壳和索杆系的风振响应,在风振作用下,拉索索力和支座竖向反力减小,但拉索未松弛,风载未超过恒载;索杆系应力的均值和波动范围较小;网壳的纵轴和横轴上的响应变化规律较为一致,最大竖向位移出现在靠近中心的2~4环;网壳内环的竖向位移风振系数比较均匀,外环波动较大。通过统计风振响应参数,探讨了整体风振系数的计算方法。基于响应均值和最大值的线性关系,采用风振响应与平均风静力响应的最大值之比作为适用于风载静力分析的整体风振系数,并提出不同风向下的建议值。方法简便,无需判定奇点和统计各样本响应时程。风振响应分析结论及整体风振系数计算方法和结果,可为类似结构的抗风     

超大型间接空冷塔多工况下整体结构有限元分析

基于ANSYS有限元分析软件,建立大唐武安发电项目(2×300MW机组)表面式凝汽器间接空冷系统空冷塔整体结构有限元模型。分别对恒荷载、活荷载、风荷载、温度荷载和地震作用5种工况进行了计算模拟,得到各工况及组合工况下间接空冷塔的位移及内力分布,可供同类工程参考。     

位移控制预应力影响矩阵在弦支穹顶找力分析中的研究与应用

弦支穹顶结构由上弦网壳、下弦拉索和撑杆组成,拉索预应力对结构内力和初始形态影响较大,合理确定预应力大小是弦支穹顶结构设计的关键。为此,根据线性叠加原理,将结构受力分解为外荷载作用与拉索预应力作用的线性叠加,提出了基于初应变和位移控制的预应力影响矩阵法。该方法通过依次计算单根环向拉索单位初应变下控制点位移值,形成位移控制预应力影响矩阵,计算竖向荷载下控制点位移值,建立相应的控制方程,求解控制方程得到各圈环向索对应的初始应变。弦支穹顶结构在所得初应变和外荷载下的索力就是在该荷载下的预应力值。结合某工程的深化设计,利用基于初应变和位移控制的预应力影响矩阵法对该工程实例进行了分析计算。结果表明,利用该方法计算出的初应变,可以保证竖向荷载下控制点的位移值小于2 mm,该计算方法物理意义较明确,计算较简便,准确度较高,可为类似工程的找力分析提供参考。     

斜拉型悬索结构形式与受力特性研究

将索桁架和斜拉结构进行组合,构造一种新型索结构体系,即斜拉型悬索结构。张拉背索对结构施加预应力,通过找力和找形得到了结构的初始预应力态,在此基础上进行了结构在满跨和半跨均布荷载作用下的静力、动力特性研究及参数分析,并对该新型索结构体系进行了风振响应计算。研究表明：结构静力荷载 位移关系呈非线性双折线,结构刚度的转折点对应于稳定索边段的退拉松弛;结构的低阶振型表现为桅杆的水平振动叠加屋盖的竖向振动,高阶振型中桅杆水平方向参与很少;增大背索截面面积可有效提高结构刚度和自振频率,稳定索、斜拉索面积对自振频率影响不大;背索预应力值对结构的静力特性影响是线性的,在所有索段具有拉应力时,预应力值对结构动力特性基本无影响,若索出现松弛则结构刚度急剧退化,自振频率陡降;桅杆高度增大,结构刚度下降,桅杆高度对结构的低阶振型和频率影响较大;矢跨比对屋盖竖向对称振动的第2振型有影响,而对反对称的第1振型基本无影响;斜拉型悬索结构的风振系数介于1~2之间。     

基于ANSYS的高层建筑位移控制可靠性分析

对高层建筑在年最大风压作用下的顶点位移进行了计算，利用有限元软件ANSYS分别计算了结构在平均风作用下顶点的最大位移，以及在脉动风作用下位移响应的根方差，根据规范，进一步计算了结构的失效概率和可靠性指标。     

张弦桁架吊挂轻型组合楼盖施工技术的研究

采用现场实测与计算机仿真分析相结合的方法,对张弦桁架需悬挂200kN楼盖使用荷载的新型工艺进行了分析,着重阐述吊挂楼盖、悬索张拉及撑杆下料尺寸的确定及施工工艺,最后得到了施工顺序影响整体结构的受力状态、悬索张拉施工过程中,索张力与位移基本呈线性关系等结论。     

预应力双层索静力分析的能量变分解

预应力双层索比单层索有更好的结构刚度和形状稳定性,可用于各种跨度的屋盖结构中.本文采用能量变分原理对双层索进行静力分析,得到了在均布荷载、三角形荷载和对称三角形荷载作用下的挠度近似公式,并与采用有限元法分析的结果进行比较.结果表明,本文给出的挠度计算公式具有较高的精度,可供工程应用参考.     

用水平加强层控制高层结构的侧移——水平加强层的作用及其最佳位置

控制高层建筑变形的常用方式是加强抗侧力结构的刚度。但近年来美国和欧洲也采用水平加强层使内简体与外柱共同工作,以控制框筒结构的侧向位移。本文提出了一种简化计算方法,推导了计算顶点侧移值的公式,从而可找到水平加强层的最佳位置,还可用于计算高层建筑的自振周期。与有限元电算结果作了对比,效果良好。本文的工程背景是联邦德国法兰克福博览会大厦。     

索膜屋盖结构横风向共振响应的时程分析方法

索膜屋盖结构的横风向共振问题与以往研究的高层 /高耸结构的横风向共振问题有较大区别。本文根据索膜屋盖结构的受力特点 ,发展了一种适合大跨索膜结构非线性横风向风振响应计算分析的方法 ,利用Newmark法和Newton Raphson法的思想推导了索膜结构在横风向风荷载作用下 ,结构的非线性动力增量平衡方程 ,并提出如何判别结构发生横风向共振的方法。文中还对有关参数的取值进行了讨论。最后本文利用ANSYS程序对某算例进行分析 ,得到其发生横风向共振时的风速     

基于完全气弹模型风洞试验输电塔风荷载识别

按照基本缩尺律,设计、制作了输电塔完全气弹模型,并通过大气边界层风洞试验,测试了多种风速、风向条件下输电塔的位移与加速度响应。通过加速度响应功率谱识别出结构的固有频率,并采用Hilbert-Huang变换结合随机减量法识别出包含结构阻尼和气动阻尼的结构总阻尼。利用虚拟激励法建立了由测点位移响应来识别结构顺风向、横风向风荷载的方法。由识别出的风荷载谱曲线,利用非线性最小二乘法拟合得到输电塔顺风向、横风向风荷载经验公式。研究结果表明：风洞试验设计、制作的输电塔气弹模型,测试得到的模型第1阶自振频率与有限元计算结果吻合较好;横风向荷载谱形态与顺风向的相比有较大的区别,其能量分布在一个更宽的频带上,其峰值频率是顺风向的3～4倍。     

风荷载作用下某气象塔悬索结构有限元分析

悬索结构作为一种柔性受拉结构,在工程中有着广泛的应用。单根悬索在外荷载作用下的受力性能较为简单,但是当大量大跨度悬索相互联结组成群索体系时,对其位移和内力的预测则是一个相当复杂的问题。以某气象塔工程为例,运用有限元分析软件ANSYS,对双向正交悬索组成的群索结构进行找形分析,并计算其在风荷载作用下的位移和应力,分析其位移和应力的变化规律,计算结果较为精确,且与实际符合较好。     

新型悬挂体系抗风分析

采用数值分析方法,编制MATLAB程序对拟定项目进行风荷载模拟计算,将所得到的模拟风时程荷载,采用简化桁架多点激励方法,施加于两种悬挂体系的作用面之上,计算给出风荷载位移和应力响应。计算结果表明,索桁结构较索梁悬挂结构具有更大的风荷载响应,两种悬挂体系都具有一定承载力安全储备,理论分析与计算模拟结果吻合较好。     

Behavior of fully grouted reinforced concrete masonry shear walls failing in flexure: Analysis

This paper contains analysis details of an experimental study conducted to evaluate the ductility and energy dissipation characteristics of reinforced concrete masonry shear walls failing in flexure. The test program consisted of six reinforced concrete masonry shear walls tested under reversed cyclic lateral displacements simulating seismic loading effects. This paper focuses on documenting the levels of ductility attained by the walls and evaluating the contribution of flexure and shear deformations to the overall wall lateral displacement. Analysis of the measured displacements showed that the contribution of shear displacement to the overall wall displacement was significant (up to 28% of total displacement at maximum load) but was not the same for all the walls having height-to-length ratio of 2.0. Displacement ductility values up to 4.5 and 11.4 were measured corresponding to maximum load and 20% strength degradation, respectively. Values up to 3.5 were calculated for the ductility-related seismic response modification factor for the test walls corresponding to design drift levels of 1%. The relationship between the energy dissipation and the ratio of the post-yield to the yield displacement was found to be almost linear for the test walls. In addition, the wall stiffnesses degrade rapidly to about 50% of their initial stiffness at very low drift levels (0.1% drift); however, the test walls maintained at least 80% of their maximum strength up to large displacements (2.2% drift).     

无比钢结构体系多层住宅整体变形分析

无比钢结构是一种新型的轻钢龙骨体系,通过采用ABAQUS软件包分析了结构在风载和地震荷载作用下的水平位移,且与规范要求的最大值进行了比较。结果表明,按所提出的针对无比钢结构的有限元建模和分析方法,在风荷载和地震作用下计算得到的多层无比钢结构的层间和顶点水平位移均可满足规范要求。     

悬索及其索网在高温(火灾)作用下的计算

对悬索及其双曲索网结构在索张紧状态下发生火灾时结构的反应特点进行分析。在节点荷载作用下,悬索及其双曲索网的面内位移相对于面外位移来说是一个较小量,可以忽略;且高温作用下索网结构具有"卸载"的特性,据此对悬索及其索网结构在荷载作用同时经受高温作用时结构反应进行理论推导,同时,考虑了材料和索网结构的几何非线性问题。算例表明,该方法正确、简便,精度满足工程要求。     

U型金属阻尼器受力性能和数值模拟分析方法研究

首先收集了17个U型金属阻尼器的试验数据,并对采用不同类型钢材的U型金属阻尼器的面内受力性能进行了分析和比较。在此基础上,研究了分别适用于构件层次分析和结构层次分析的U型金属阻尼器精细有限元模型和简化有限元模型的建模方法。结果表明:采用实体单元建立的精细有限元模型,既可较准确地模拟出U型金属阻尼器的荷载-位移滞回关系,又可以较好地反映其微观损伤模式;建议的U型金属阻尼器初始刚度和屈服荷载计算公式预测值与试验结果较接近,且偏于安全,可用于简化模型骨架参数的确定;采用建议的简化有限元模型分析得到的试件荷载-位移滞回曲线与试验结果吻合较好。     

水平荷载作用下钢框架预制混凝土抗侧力墙体装配式结构的简化计算方法

为研究水平荷载作用下钢框架 预制混凝土抗侧力墙装配式结构体系（SPW体系）内力和位移的简化计算方法,提出了结构体系的简化计算模型,根据弹性理论建立结构体系的平衡微分方程,提出反映结构侧向刚度的参数λ,结合边界条件求解了在均布侧向荷载、倒三角侧向荷载和顶部集中侧向荷载作用下结构体系的内力与侧向位移计算公式,采用有限元法对简化计算方法的可靠性进行了验证,并进行了误差分析。研究结果表明:有限元分析值与简化计算值较为接近,简化计算方法能够较为准确地计算SPW体系在水平荷载作用下的内力和位移,可靠性较好。     

两种矩形板考虑初始恒载效应的位移伽辽金近似解

基于板考虑初始恒载效应的应变能表达,运用变分原理导出了静力平衡控制微分方程。运用伽辽金法求解得到了四边固支、简支矩形板考虑初始恒载效应的近似活载（或后期荷载）位移表达式,并运用有限元法验证了公式的正确性。各近似位移表达式简单明了,清楚地反映了前期恒载和各因素对活载位移的影响,更为直观地说明了板的恒载效应这一概念。计算分析表明：初始恒载的存在增加了板的弯曲刚度,减小了活载位移;板的恒载效应主要受恒载大小、跨厚比和边界条件等因素的影响;对于较薄或弯曲刚度较小的板,在计算分析和结构设计中应考虑这种恒载效应对承受活载(或后期荷载)作用的受力行为影响。     

穿越铁路的地道结构与土相互作用的数值模拟

借助有限元数值方法来模拟地道桥结构与土的相互作用,为能真实地描述两者间相互作用,分别对结构和土体工作性态的影响,采用三维实体建模方法模拟在列车荷载和无荷载两种工况下空间范围内地道桥结构与周围土体的位移、应力分布特征。数值模拟结果表明,列车荷载满布情况下,地道结构顶板跨中产生向下最大挠度,而最大拉应力处于顶板跨中内侧和底板跨中内侧。模拟结果为地道桥结构设计提供了可靠的分析依据。