平面钢框架精炼塑性铰法的改进与应用

目的 改进平面钢框架高等分析方法的精炼塑性铰法,真实有效地反映钢框架的极限承载力及有侧移框架结构的稳定情况.方法 在精炼塑性铰方法的基础上采用有侧移杆件作为计算单元,并对单元切线刚度矩阵进行修正来考虑结构的二阶效应(P-△),及有侧移杆件单元两端截面的塑性扩展.结果 采用改进后的方法的计算结果,与钢框架的经典算例及两层单跨钢框架实验的结果吻合良好.结论 钢结构的高等分析方法较真实地反映了结构在荷载作用下的内力和变形状态.得到了更精确的结果,比基于计算长度考虑构件稳定的线弹性分析的分析方法更优越.     

钢-混凝土组合梁截面刚度的分析

建立了考虑钢梁与混凝土板之间的滑移效应以及截面的塑性发展对钢-混凝土组合梁截面刚度影响的组合梁刚度计算模型,进行了理论推导.应用偏心板单元和偏心连接单元编制了钢-混凝土组合梁非线性有限元分析程序NACB2.0,利用NACB2.0及ANSYS进行了组合梁非线性分析,计算了组合梁在各级荷载下的挠度值,确定了组合梁的弹性截面刚度和塑性截面刚度,得出了截面刚度计算公式,并与规范中的换算截面法和现有的试验结果进行了对比.结果表明:滑移效应及塑性发展在一定程度上使组合梁的截面刚度比按照换算截面得到的刚度低,不可忽略;理论分析和推导与试验结果吻合很好.     

建立考虑节点域剪切变形的平面钢框架单元刚度矩阵

目的更精确计算平面钢框架结构在水平荷载作用下的侧移.方法以梁柱为计算单元,基于稳定函数法,在梁柱单元的角位移中计入节点域剪切变形,推导了平面钢框架杆件的单元刚度矩阵.结果采用传统的线弹性框架分析方法得到的水平侧移是不准确的,较实验结果误差为12.12%.笔者考虑了由于节点域剪切变形和二阶效应而导致的结构侧移刚度的降低,推导了单元刚度矩阵,并用MATLAB编制了平面钢框架的计算程序,计算所得的水平侧移,较实验结果误差仅为0.606%.结论采用考虑节点域剪切变形和二阶效应的平面钢框架单元刚度矩阵,所得计算结果与实验结果吻合良好,具有很高的准确度.     

钢框架二阶弹塑性分析的简化塑性区法

本文提出钢框架二阶弹塑性分析的简化塑性区法。它可以考虑轴力的Ｐ－Ｄｅｌｔａ效应、残余应力、横截面刚度退化和塑性区长度等几何和材料非线性因素的影响。该法既弥补了经典塑性铰法不能考虑横截面刚度退化和塑性区长度影响的不足，又克服了塑性区法单元划分过多，因而多占计算机内存和花费机时的缺陷。计算分析表明，其结果令人满意。     

梁柱节点刚度对无支撑钢框架性能的影响

采用有限单元法对不同层数及跨数的无支撑钢框架进行了单向和循环加载有限元分析与对比,研究了梁柱节点刚度大小对框架的抗侧刚度、屈服荷载、屈服位移、滞回性能、破坏模式等性能的影响。结果表明:随着节点转动刚度的逐渐降低,框架侧向刚度减小,侧移增大,框架柱脚很容易率先屈服,梁端很难形成塑性铰,导致结构耗能能力降低;节点刚度达到106kN.m/rad时,框架性能与理想刚接基本一致,可以看成刚性连接框架;节点刚度小于103kN.m/rad时,可以看成铰接框架;节点刚度介于103～106kN.m/rad时则属于半刚性连接框架,节点柔性对结构性能的影响不可忽略。     

基于组合单元的圆钢管混凝土结构非线性分析

基于圆钢管混凝土组合截面轴力-应变关系和轴力一弯矩一曲率关系实用计算方法,采用U.L列式单元增量平衡方程,引入平面梁单元非线性分析方法,建立了钢管混凝土结构组合单元法非线性有限元分析理论.编制了相应的非线性有限元程序,对已有钢管混凝土结构的面内受力,如钢管混凝土偏压柱、不等端弯矩钢管混凝土偏压柱、钢管混凝土压弯构件和钢管混凝土模型拱肋等进行双重非线性有限元分析,与基于钢管混凝土拉压数值本构模型的分层梁单元非线性分析理论比较.结果表明,两种分析方法的载荷一变形曲线和极限承载力都很接近试验结果,与分层法相比,组合单元法直接根据杆端力求解截面刚度,不用分层计算截面刚度,加快了计算速度.     

钢框架弹塑性大位移分析的单元刚度矩阵

根据框架结构的塑性铰形成机理,将传统的梁柱法与有限元单元法相结合建立了梁柱简化塑性区单元模式大位移量刚度矩阵。     

型钢混凝土框架静力非线性分析塑性铰参数研究

SRC构件具有比普通RC构件更高的承载力和极限变形能力.但由于SRC构件塑性铰属性参数较难确定,使该结构很难直接应用静力非线性方法进行分析,而是转化为等刚度的RC构件进行计算.从理论上给出了SRC框架压弯构件PMM铰N-Mx-My相关面的形成方法,提出了型钢混凝土构件弯矩-曲率曲线的确定及将其转化为杆单元塑性铰弯矩-曲率关系的方法,并得到了塑性铰区长度的计算方法.应用确定的铰属性参数对两跨三层SRC框架进行了静力非线性分析,结果与振动台试验吻合较好,表明这种铰属性参数用于SRC构件静力非线性分析是合适的.最后通过与具有相同刚度的RC框架计算结果对比分析,表明采用这种刚度相等的RC构件进行计算低估了SRC框架的抗震能力.     

不规则截面钢筋混凝土梁柱单元模型及应用

为了更好地研究钢筋混凝土梁柱结构的非线性力学性能,建立考虑材料非线性和几何非线性耦合的钢筋混凝土梁柱单元模型.基于杆件分析的平截面假设和截面高斯积分法,应用钢筋和混凝土材料本构关系非线性,推导出不规则截面钢筋混凝土梁柱单元的截面刚度矩阵,进而通过虚功原理建立钢筋混凝土梁柱单元切线刚度矩阵;并采用弧长增量迭代法求解非线性方程组,编制不规则截面钢筋混凝土梁柱结构的数值分析程序.对规则和不规则截面钢筋混凝土框架进行了非线性全过程分析,理论分析结果与试验结果比较,吻合较好.表明所建立的钢筋混凝土梁柱单元模型适用于钢筋混凝土梁柱结构的非线性力学分析;由于采用截面高斯积分法,对不规则截面的梁柱结构计算显得十分便捷.     

起重机箱形伸缩臂稳定性分析的精确理论解

运用二阶理论建立的梁－柱平衡方法导出平面梁单元刚度矩阵;在小变形条件下,该刚度阵精确地包含了梁单元的线性刚度阵和肉体刚度阵。由结构刚度矩阵行列式值为零的失稳条件导出结构失稳特征方程,从而精确地确定系统临界力值。本文以起重机箱形伸缩吊臂为例,对多节变截面阶梯柱的稳定性进行分析,给出任意阶起重机箱形伸缩壁临界力求解的精确递推公式。     

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。     

人工高切坡的长期强度指标研究

高切坡的长期强度指标是研究其长期稳定性的关键,而影响人工高切坡长期强度的因素较多,但在工程寿命期内,主要以开挖卸荷和雨水入渗两种因素为主.以损伤理论为基础,分别定义了开挖卸荷引起的岩土体损伤和雨水入渗引起的岩土体损伤,研究了考虑损伤后岩土体的长期抗剪强度指标问题.通过工程实例的分析,结果表明：理论模型计算的高切坡长期强度与常规强度折减方法的预测结果一致的,可用于对人工高切坡长期稳定性的预测.     

城市远郊区县燃气供应模式的研究

系统分析了远郊区县地区各燃气供应模式的工艺流程及设备选择过程,运用整数线性规划建立各燃气供应系统的优化配置模型,在优化配置的基础上进行经济性分析,从资源节约角度研究不同燃气供应方式的经济性随供气规模和运距的变化情况,以北京市远郊区县为例进行了分析,提出了与远郊区县配套的燃气供气模式。     

离散时间多智能体系统的间歇二部一致性

为加强多智能体系统的协同控制,研究了离散时间多智能体系统的间歇二部一致性问题。首先,结合间歇控制,提出了可以实现二部一致性的控制协议,得到了二部一致性达到的条件;然后,利用代数图论、Lyapunov稳定性理论知识,给出了系统的收敛性分析;最后,利用数值仿真实验验证了所设计的间歇控制协议对离散时间多智能体系统稳定有效。     

逆向工程中三维曲面测量技术应用

逆向工程技术和先进制造技术相结合目前已发展成为CAD/CAM系统中相对独立的研究领域.自由曲面数字化是逆向工程的关键技术之一.采用了基于计算机视觉的光学非接触式测量方法，得到了自由曲面的三维几何数据.首先介绍了线结构激光扫描三维曲面测量原理、传感器的标定、激光平面的标定；通过对所拍摄的图像进行降噪、二值化、细化等处理获得光刀中心数据，进而实现了曲面的三维计算；最后给出了利用旋转测量系统对一个产品外形进行实时测量的计算实例.     

边坡稳定性评价方法研究现状与发展趋势

随着岩土工程技术的进步与相关学科的发展,新的边坡稳定性分析方法不断涌现;另一方面,因对边坡工程地质条件缺乏足够的认识而评价方法选择不当导致工程事故时有发生。因此对边坡稳定性评价方法的原理、假设条件及适用范围进一步疏理很有必要。首先从评价方法的学科领域、基本原理、评价模型的假设条件等角度将其分为工程地质经验评价法、工程力学理论分析法、应用数学理论分析法、试验模拟法和现场监测与预测分析法等五大类。选择代表性的方法介绍每类评价方法的研究现状,指出存在的问题,分析与归纳各类评价方法的优缺点及其适用条件。最后对边坡稳定性研究及其评价方法的发展趋势进行展望。     

火电厂冷却塔的可靠性分析与鉴定

双曲线型冷却塔是电力工业中的重要构筑物，它的可靠程度关系到电力生产的稳定与安全，结合某火电厂曲线型冷却塔的可靠性鉴定，根据双曲线型冷却塔的结构特占，建立了由梁元和壳元组成的结构模，采用有限元方法时双曲线型冷却塔在各种荷载组合作用下的受力进行了分析计算，提出了这类工业构筑物的可靠性分析与鉴定方法，分析计算结果表明，这种方法系统，全面，符合结构实际，同时可以考虑结构损伤对结构受力性能的影响，并已应用于工程实际。     

基于积分均值法的钢框架减震体系复位性分析

结构复位性通常以其残余位移来体现。提出了基于位移响应积分均值法求残余位移的公式,并进行了相关数理统计分析;通过无支撑和偏心支撑钢框架及新型楔块一支撑钢框架地震作用下的数值仿真分析了3种钢框架的复位性。结果表明：楔块一支撑钢框架的复位性优于无支撑和偏心支撑钢框架;基于位移响应积分均值法与重启动分阶段计算的残余位移基本一致,表明该方法具有良好的精度和稳定性,能够用于实际钢框架结构的复位性分析。     

轻型载货汽车车架的动力特性分析

首先详细阐述了动力学分析的理论基础，然后建立了某轻型载货汽车的边梁式车架的力学模型、CAD模型和有限元模型，并对此模型进行了有限元动力特性分析．该研究为改进车架结构设计，确保汽车运行过程的稳定性、安全性和舒适性提供了理论依据和参考．     

结构非线性动力稳定性与矩阵函数法

在李雅普诺夫稳定性准则的基础上导出了求解结构非线性动力稳定性分析的数学－力学模型。并采用了矩阵函数法求解这一问题导出了相应的计算列式。还给出了梁及框架在轴向周期荷载作用下的几何非线性动力稳定性问题的计算结果，揭示了考虑结构非线性情况下动力稳定性的基本特征。