空间曲线桥弹塑性传递关系研究

为确定塑性铰不同模型的传递关系,利用一端固定一端自由的一种辅助体系研究杆件两端的关系。分析空间曲线梁的弹塑性模型,建立了曲线梁塑性铰的不同模型,推导了其传递关系。通过编制相应的曲线梁塑性铰模型传递关系的计算程序,结果表明:辅助体系传递矩阵法对于空间曲线梁的弹塑性模型的计算较有限元方法简便实用,可用于曲线桥梁结构的初步设计和最终校核。     

曲线桥抗震精细传递矩阵法

根据曲线梁桥在竖直方向的弯扭耦合和水平方向的弯曲、轴向变形,导出了曲线梁单元竖直方向和水平方向的精细传递矩阵,给出了用精细传递矩阵法计算曲线梁桥竖直方向和水平方向的振动频率、振型、地震内力和变形的计算公式和步骤,并运用精细传递矩阵法对单跨简支桥进行了地震反应分析.算例表明,本方法简单、具有较高精度和效率.     

考虑土-结构相互作用的LRB隔震梁桥体系地震反应分析法

为了研究在双向地震激励下,考虑土一结构相互作用的LRB隔震梁桥结构体系的反应特性以及不同类型土对其隔震梁桥地震反应峰值的影响.采用集中参数法,给出了双向水平地震激励下考虑SSI的一种时域计算分析隔震桥梁地震反应的方法.并在考虑和忽略SSI时,对一座三跨连续LRB隔震梁桥的地震反应峰值的影响进行了比较分析,结果证实,土-结构相互作用对LRB隔震梁桥结构地震反应与场面类别、断层以及地震动选择等关系密切.     

半刚性连接钢框架静力分析的精细传递矩阵法

针对半刚性连接钢框架对结构受力产生一定影响的问题,利用精细传递矩阵原理对其进行静力分析.采用三参数力学模型模拟半刚性连接梁柱节点的弯矩-转角性能,用螺旋弹簧模拟节点连接的半刚性.根据精细传递矩阵法原理和结构的平衡微分方程,推导了半刚性连接钢框架静力分析的精细传递矩阵,编制了相应的计算程序,并进行了算例计算.算例结果表明,该方法正确有效,可用于结构的初步设计和最终校核;梁柱连接的半刚性使结构的内力发生重分布,进行钢框架结构分析及设计时应考虑半刚性连接的影响.     

一种空间六杆张拉整体结构找形分析与设计

本文提出了一种求解张拉整体结构初始形态的可行预应力找形的新方法.根据已知结构的单元类型和几何拓扑关系,分别采用谱分解和奇异值分解的方法将结构体系的平衡矩阵和力密度矩阵分解,在此基础上进行循环迭代直至满足对应矩阵最小秩缺失的必要条件,以此寻找合适的节点坐标和力密度.基于空间六杆张拉整体结构算例结果,利用棉绞线和PVC管模拟拉压单元成功制作模型进行了结果验证.本文的算例分析和模型结果证实了该空间六杆张拉整体结构体系的合理性,为新型复杂张拉整体结构的构型研究提供了一条新的途径.     

梁格分析理论的装配式简支梁桥整体结构分析

铰结板梁桥结构的分析计算通常采用横向分布系数的理论来确定每一根梁在荷载作用下分配到的荷载,然后把所分配到的荷载按影响线或影响面加载到所求解的梁上进行结构分析,该方法以手算为主,效率较低。提出基于梁格理论结合SAP2000,利用铰结板梁传递剪力不传递弯矩的结构特点,对整体简支板梁桥进行空间梁格体系模拟分析,并且通过实例计算,结果表明该计算方法简便,直接可得结构计算内力,具有很高的工程使用价值。     

失谐周期压电材料结构中的波动局部化研究

针对失谐压电周期结构中的弹性波局部化问题进行了研究.采用传递矩阵法推导了结构中相邻单胞间的传递矩阵,给出了结构中波动局部化因子的表达式,并给出了数值算例,分析了压电材料各参数对局部化因子的影响.分析表明,结构的失谐度和压电常数越大,波动局部化程度越强;可以通过调谐结构的材料特性来改变弹性波的局部化程度,从而改变波动在结构中的传播特性,达到对结构进行有效振动控制.     

常见桥型的结构分析与比较

按结构受力特性分类,桥梁基本体系大致町分为三种,即拉、压、弯.在工程运用中,梁桥、拱桥、斜拉桥及悬索桥运用较广.根据桥梁结构的相关理论,从恒载内力、活载内力、附加内力、荷载组合、强度及变形计算等方面对这几种基本体系的桥梁进行了综合分析比较,较系统地提供了常见桥梁结构的分析方法,阐述了各种桥梁结构受力的共性及各自的特性.为设计及施工单位提供了有益的参考.     

求曲线箱梁桥自振频率的精细传递矩阵法

将高精度的精细积分法和力学概念清晰的传递矩阵法结合起来,以微分方程和矩阵分析理论为基础,提出了一种新的精细传递矩阵形式,推导了该方法的计算公式,并用于求解曲线箱形梁桥的自振频率.与传统的传递矩阵法相比,无需对微分方程组进行求解,只需按照迭代公式进行计算,就可以得到所需要的传递矩阵.根据边界条件,运用频率搜索方法便可得到结构的自振频率.提出的方法虽然是条件稳定的,但是稳定性条件极易满足.算例表明本文方法的有效性.     

曲线箱梁桥的空间传递矩阵

为了分析曲线箱梁桥的受力情况,将传递矩阵法用于曲线箱梁桥的受力分析,以变化固定端的悬臂梁作为单元基本计算体系,利用平衡方程、卡式定理及虚功原理推导了弹性曲线箱梁的显式空间传递矩阵,并考虑了截面剪切中心与形心不重合的影响。为验证公式的正确性,分别采用传递矩阵法与有限元法对某一单跨曲线箱梁桥进行空间受力分析,结果显示2种方法计算结果基本吻合,而传递矩阵法划分较少单元却可达到很高的精度,计算效率大大提高。表明该公式正确,推导方法可行,可推广应用于其他结构在不同荷载情况下传递矩阵的推导。     

斜简支梁桥支点剪力计算方法的研究

以某斜简支T形梁桥为研究对象,通过建立空间力学模型,分析了不同斜度下斜梁桥的荷载传递机理,并计算和比较了由汽车荷载所引起的正交桥与斜桥的支点剪力,指出杠杆原理法在斜梁桥内力计算中的局限性.为优化斜梁桥在汽车荷载下支点剪力的计算方法,提出混合影响线法并明确了斜梁桥通过混合影响线法计算支点剪力的具体步骤.通过该方法计算得到的斜梁桥内力结果与模型计算结果相符,且该方法理论明确,计算简便,可应用于工程实际.     

压弯杆弹性弯曲分析的精细传递矩阵法

采用精细传递矩阵法,根据压杆微弯平衡状态下的微分方程,建立了在不同荷载作用下压弯杆弹性弯曲分析的精细传递矩阵式,并运用精细传递矩阵法对两端铰支的压弯杆进行了内力计算.算例表明,该方法正确有效.     

基于支座加速度输入的频域地震反应分析方法

为了真实反映结构的地震荷载输入方式及在地震作用下结构的动力反应,建立了一种基于支座加速度输入的频域地震反应分析方法,研究了结构在支座加速度输入下的动力反应.根据大质量法原理在支座处附加一大质量,在频域精细传递矩阵理论基础上建立了结构的整体传递关系,输入地震加速度傅里叶谱,依据边界条件进行求解得到结构的动力反应,编制了相应的计算程序并进行了算例分析.计算结果表明,该方法正确有效,可用于结构的地震反应分析.     

基于多属性群决策理论的中小跨径桥梁选型评价

为了提供合适的公路中小跨径桥梁的选型方案,介绍了国内外近年来提出的几种中小跨径混凝土桥梁新体系,并简述其结构特点、施工工艺和工程应用.根据现有设计资料分析各种桥型的经济性能和技术性能,采用模糊多属性群决策方法建立评价指标体系,基于专家问卷调查结果进行桥梁方案的比选.研究结果表明:分离式实心板梁桥和双T型NEXT梁桥分别在两个跨径范围内综合性能最优,建议在工程实践中推广使用.     

梁杆结构稳定性分析中的传递矩阵模型缩减法

为了准确地分析梁杆结构的稳定性问题并降低系统刚度阵的阶数,提出了基于传递矩阵法和精确有限元的模型缩减法.将具有弹性支撑的非共线链式分支子结构当作一个超单元,结合梁单元精确刚度阵,使用传递矩阵法联系两端载荷和位移关系,得到该超单元在整体坐标系下的刚度阵,且该刚度阵为与普通梁单元同阶的对称方阵,可直接组装到系统刚度阵中.求解该缩减后系统刚度阵的行列式可得到结构的欧拉临界力.由于子结构的内部自由度不出现在系统刚度阵中,在保证计算精度的同时极大降低了系统刚度阵的阶数.典型算例的稳定性分析验证了方法的正确性和有效性.     

箱拱桥梁结构动力分析的QR法

利用QR法建立了箱拱桥梁结构的动力模型,利用样条加权残数法建立了求解动力模型的无条件稳定算法,给出了箱拱段单元/箱拱子域的刚度矩阵、质量矩阵及阻尼矩阵.算例表明,此法不仅计算简便,而且精度高,是一种经济有效的新方法.     

响应面方法及其在桥梁体系可靠度分析中的应用

提出将响应面方法和非线性有限元分析结合起来对桥梁上部结构的体系可靠度进行分析的新方法.首先,在试验设计的基础上应用通用的非线性有限元分析程序对桥梁结构进行体系承载力极限分析,然后,利用响应面方法推求桥梁结构体系承载力的响应面,最后利用可靠度分析程序计算桥梁结构的体系可靠度指标和失效概率.通过对一单跨叠合桥梁进行算例分析,证明了所建议方法的有效性.     

冲击荷载作用下弹性压杆的动力稳定分析

动力稳定性是细长杆件的一种重要性能,结合精细传递矩阵理论,建立了在轴向冲击荷载作用下受压杆件动力稳定分析的精细传递矩阵式,并对冲击荷载的参数进行了分析,研究其对受压杆件动力稳定性能的影响.算例表明:受压杆件的动力稳定性可以通过结构的位移响应曲线是否存在反规律现象来确定.算例还表明结构的动力稳定性不仅与冲击荷载的幅值有关,还有荷载的振动频率有关;荷载频率与结构自振频率之间的差异影响着受压杆件动力稳定承载力的大小.     

QR法在MATLAB中的实现

针对有限单元法中未知量数目很多的缺点,QR法建立起单元结点位移向量与整个框架样条结点位移向量的转化关系,使得结构总刚度矩阵、阻尼矩阵、质量矩阵可以直接叠加,不需要有限单元法中先扩张后叠加的手续,大大简化了计算过程,提高计算速度.本文基于位移参数构造样条函数法,结合MATLAB语言的矩阵运算优势,编制了用QR法进行结构分析的MATLAB程序,实现了QR法在MATLAB语言中的应用.算例分析并与有限单元法计算结果对比说明QR法的经济有效性.     

移动力作用下梁桥竖向振动响应的半解析分析

提出了一种分析一般梁桥在移动荷载作用下竖向振动的半解析方法。基于有限元模态分析的结果,应用采样定理恢复连续振型,推导了移动力作用下梁桥动力响应的封闭解。半解析解的正确性通过移动力作用下的等截面简支梁算例进行了验证,进而针对三跨变截面连续梁,分析了移动荷载作用下桥梁的振动规律,以及荷载移动速度、桥梁损伤等因素对结构竖向振动响应的影响。计算结果表明:本文提出的半解析解方法适用性广,可以高效、高精度地得到一般梁桥结构的竖向振动响应。更多还原