深基坑支护结构的弹性地基杆系有限元法研究

在基坑工程支护结构的内力与变形计算方法中,弹性地基杆系有限元法具有概念清晰、计算简单、计算参数较少、易于模拟工程实际等优点,在挡土结构设计分析中具有独特的优势。通过对弹性地基杆系有限元的进一步研究,编制了相应的计算程序,进行了实例验证与对比分析。研究表明,弹性地基杆系有限元法是深基坑内力与变形计算的一种实用而有效的方法。     

结构矩阵位移法在杆件结构分析中的应用

结构矩阵位移法实质上是将杆件结构离散化分成有限个单元,写出杆端单元的位移列阵、力列阵和刚度矩阵,建立刚度方程并用直接刚度法引入支承条件进行求解,编制有限分析计算程序,最后给出工程计算实例。     

市政道路加宽工程地基沉降控制方法研究

分析了市政道路加宽工程地基沉降的控制特点,确定了支承体系相对刚度和最大地面沉降与抗突安全系数的关系.根据马尔科夫模型结构图和状态空间,计算了相对误差转移概率,获取了概率矩阵,确定了敏感数据范围和地下底板防水施工组织工序,完成了地基沉降控制.通过分析工程实例可知,基于马尔科夫模型的地基沉降控制方法,越接近道路中心地基基底...     

弹簧地基受弯杆件的刚度矩阵和固端力

使用有限单元法按文克尔(Winkler)的弹簧地基假定分析地下杆系结构时,通常的做法是把连续地基离散为结构结点下的弹簧群,然后按这种支承在结点弹簧上的结构进行计算。此法简单,弹簧地基刚度矩阵为对角阵。但要得到足够的精度,则应多分单元,增加结点,多设置弹簧。     

基于刚度修正法的杆系结构非线性破坏分析

大跨度空间杆系结构非线性稳定性直接影响着结构承载能力。空间杆系结构非线性稳定问题包括材料非线性和几何非线性两方面,利用力转换矩阵和位移转换矩阵建立了考虑双重非线性的杆系结构刚度修正法,并推导了双线性破坏准则下杆系结构刚度修正法的理论计算公式。利用MATLAB软件编程开发了基于刚度修正法的杆系结构数值计算软件,通过铰接桁架和六角星型穹顶两个算例讨论了杆系结构刚度修正法对结构非线性稳定承载力计算的影响,并同有限元软件ANSYS分析结果进行了比较。结果表明:刚度修正法通过引入力转换矩阵和位移转换矩阵充分体现了材料双重非线性影响,考虑了弹塑性阶段材料应力强化作用,能更准确地计算结构非线性稳定极限承载力。     

超高层建筑空间巨型框架的简化振动计算

对超高层建筑空间巨型框架的振动计算提出一个新的简化计算模型 ,将空间巨型框架简化为巨型柱和弹性地基上的巨型梁的组合 (二级框架柱考虑其轴向变形作为巨型梁的弹性地基 ) ,按空间刚架进行刚度分析 ;建筑物的质量集中于巨型梁的楼层 ,是一种新的简化的空间杆系 层模型。为超高层建筑空间巨型框架的振动分析提供一个合理可行的算法     

框架结构自振频率有限元计算影响因素的研究

通过脉动试验获得土-箱型基础-框架结构(比例1∶2)的自振频率。利用有限元程序Patran建立了四种模型,包括:刚性地基杆系模型、刚性地基实体单元模型、地基A实体单元模型、地基B实体单元模型。利用Nastran程序分五种工况计算了以上四种模型的自振频率,五种工况涵盖了单元类型、网格密度、地基范围、地基刚度、上部结构刚度、结构配筋率等多种因素的影响。结果表明:考虑土-结构动力相互作用时,建模中地基大小取值范围与地基刚度有关,试验模型中梁配筋率对自振频率的影响高于柱配筋率的影响。给出了不同种类场地土条件下刚性地基杆系模型的一阶自振频率调整系数。     

软土地层中考虑土与结构共同作用的支护结构设计计算方法

针对软土地基的特性,提出了一个考虑土与结构共同作用的土压力计算模型,并利用此模型和杆系有限元法编制了求解支护结构内力和变形的计算程序;为了确定土压力计算模型中的四个参数,编制了用于反分析的计算程序;通过对上海两个工程实例的分析,计算结果与实际情况相吻合,证明了该模型的合理、科学性。     

盾构隧道的纵向抗震分析研究

将盾构隧道简化为一维的杆系 ,其周围的土体看作是粘弹性材料 ,将隧道的纵向抗震问题简化为粘弹性地基中弹性杆系的振动问题 ,利用粘弹性地基中杆系振动的有限单元法 ,对盾构隧道进行纵向抗震分析。同时 ,根据盾构隧道接头的特点 ,用接头单元来模拟管片的纵向接头 ,并且推导出盾构隧道纵向接头刚度的表达式。最后对地震作用下接头刚度以及地基参数对隧道的内力及变形的影响情况进行了分析研究     

混凝土支承对大跨度空间网格结构力学性能影响及简化分析方法研究

迄今为止,国内外针对上部空间结构与下部支承结构协调工作的研究相对较少,采用固定支座、铰支座及滑动支座代替混凝土支承的处理方式无法准确反映结构的实际受力状态。通过对支承在约束方向上提供不同刚度的研究,提出考虑支承刚度的简化计算方法。分别将该简化计算方法、整体计算方法应用于深圳湾体育中心工程中,并与独立屋盖结构的计算结果进行对比,得出了三种计算方法在周期、振型、单元应力、杆件内力、结构位移及支座反力等方面的差异。研究表明:混凝土支承对大跨度空间网格结构模型的整体性能产生了显著影响,且整体结构计算模型的计算结果大多会偏于不利,因此有必要考虑空间结构与下部混凝土支承的协同工作。考虑支承刚度简化的计算模型的分析结果与整体结构计算模型吻合较好,有效地模拟了支承的弹性效应,并在约束方向上对空间结构提供了正确的刚度。     

基于空间等效桁架单元方法的钢筋混凝土结构非线性分析

针对传统有限元分析的复杂性以及裂缝描述不准确等缺点,从空间应力单元出发,结合平面等效桁架单元的研究方法,提出了一种空间等效桁架单元;基于空间等效桁架单元和空间应力单元刚度等效的原则,推导了等效后的单元刚度矩阵、杆件截面面积和杆件轴力计算公式,探讨了空间等效桁架单元应用于钢筋混凝土结构非线性分析的相关问题;借助ANSYS10.0采用该方法对一桥墩结构进行计算分析,并与采用平面等效桁架单元方法和试验方法所得结果进行了对比。结果表明:采用该方法对钢筋混凝土结构进行分析能够满足工程精度要求,并且能够准确描述裂缝的开展。     

大直径筒仓仓顶钢桁架施工支撑平台设计

利用3D3S钢结构设计软件对大直径筒仓仓顶钢桁架施工支撵平台进行研究.首先分析了4种不同截面的钢桁架梁在受力和约束等相同的条件下的受力性能,在钢桁架各杆件强度满足设计规范要求的前提下,主要对比分析了4种不同截面钢桁架的刚度(即最大挠度)和总用钢量,确定了较合理的钢桁架截面形式.进一步对比分析了平面钢桁架方案与空间钢桁架...     

网架-平板组合结构的简化计算法(上)

本文研究并提出了网架-平板组合结构的简化分析方法。这种分析方法是将组合结构的平板部分,根据各种不同形式的网架折算为四组或三组平面交叉杆系,从而使这种比较复杂的组合结构转化为一个等代空间铰接杆系结构,由一般空间桁架位移法直接进行计算。文中详细地讨论了两向正交类网架、两向斜交类网架、三向类网架及蜂窝形三角锥网架等各种网架-平板组合结构的具体计算方法,并给出了相应的等代杆系刚度和板中内力的计算公式,并且附有算例。     

正交正放索网架结构的分析

索网架结构将预应力技术与网架技术融为一体，由正交正放预应力索桁架组成．本采用连续化的数学模型和能量变分解，对正交正放索网架结构进行分析．中有算例以说明其应用．     

Out-of-plane elastic buckling load and strength design of space truss arch with a rectangular section

The out-of-plane stability of the two-hinged space truss circular arch with a rectangular section is theoretically and numerically investigated in this paper. Firstly, the flexural stiffness and torsional stiffness of space truss arches are deduced. The calculation formula of out-of-plane elastic buckling loads of the space truss arch is derived based on the classical solution of out-of-plane flexural-torsional buckling loads of the solid web arch. However, since the classical solution cannot be used for the calculation of the arch with a small rise-span ratio, the formula for out-of-plane elastic buckling loads of space truss arches subjected to end bending moments is modified. Numerical research of the out-of-plane stability of space truss arches under different load cases shows that the theoretical formula proposed in this paper has good accuracy. Secondly, the design formulas to predict the out-of-plane elastoplastic stability strength of space truss arches subjected to the end bending moment and radial uniform load are presented through introducing a normalized slenderness ratio. By assuming that all components of space truss circular arches bear only axial force, the design formulas to prevent the local buckling of chord and transverse tubes are deduced. Finally, the bearing capacity design equations of space truss arches are proposed under vertical uniform load.     

节点域刚度对管桁架静力特性的影响

以空间圆管桁架为研究对象,并考虑几何和材料非线性效应,采用数值分析方法,将桁架节点分别用铰接、刚接和相贯节点3种桁架模型进行模拟。分析结果表明,刚接节点和铰接节点的计算模型过高估计了节点的刚度,而相贯节点的计算模型由于考虑了节点域的变形能够较真实地反映节点的刚度。     

测量模态不完整情况下空间网架结构的损伤识别

空间网架结构杆件数量庞大,自由度数目很多,要测得完整的模态数据有很大的困难。如何利用有限的测量信息对结构的损伤情况进行判断是一个实际的问题。对测量自由度不完整情况下网架的损伤识别,提出了两步法:第一,将测量的振型通过动力扩阶方法得到完整振型,利用模态应变能进行疑似损伤杆件判断;第二,利用最小二乘支持向量机对第一步判断的疑似杆件进行进一步的杆件损伤定位和定量。以一个空间网架结构为模型进行了数值模拟验证,结果表明对于测量模态不完整的网架结构损伤识别本文提出的方法是有效的。     

大型钢网架安装技术

介绍了网架结构的特点及其广泛的应用范围,结合具体工程实例,对空中散装法和整体吊装法两种网架安装的施工技术进行了详细阐述,为类似工程提供了参考。     

节点刚度对方管空间三角形桁架动力性能的影响

为研究节点刚度对方管空间三角形桁架动力性能的影响,以精细壳元模型为标准,采用可考虑节点轴向刚度的简化模型和不能考虑节点轴向刚度的刚接模型,对方管空间三角形桁架进行了模态分析和地震时程分析.结果表明:节点刚度对方管桁架的动力性能有不可忽视的影响,不宜采用刚接模型分析方管桁架的动力反应;本文中采用的简化模型可以较好地模拟方管桁架的动力性能,体现了节点刚度对结构动力性能的影响,更适用于实际工程分析.     

空间网架结构的振动与地震反应

本文提出以离散场数学模型的分析方法求解斜放四角锥平板型空间网架结构的计算问题。首先推导出静载下网架内力与变位的解析表达式;继而在此基础上对网架作了振动分析,并采用随机过程理论求出垂直地震时结构的动态反应。