具有初始弯曲的框架结构EFG法分析

以具有初始弯曲框架结构为研究对象,在非线性连续介质力学有限形变理论的基础上,通过最小二乘法,采用无网格伽辽金法推导出具有初始弯曲梁柱非线性刚度矩阵,建立了相应的EFG法离散化系统方程,采用实际算例,将本文分析结果与有限元分析结果进行了对比,验证了本文方法的实用性和可靠性.     

转动矩阵在弯扭屈曲和几何非线性分析中的研究

薄壁钢梁在利用有限单元模型进行弯扭屈曲分析和三维非线性分析中,都可以通过转动矩阵来得到位移-应变的非线性关系,因此转动矩阵的精度决定了应变的准确性.在弯扭屈曲中,利用小转动理论可以得到较新势能方程,但分析的结果会高于实际值,而大转动理论可得到传统势能方程,会更接近实际值.在几何非线性分析中,由小转动理论得到的几何刚度矩阵,当结构发生空间有限转动时,边角结点弯矩会产生不平衡的附加力矩,导致结点不能保持平衡和转动连续性,需要对相应的连带力矩矩阵进行修正.而由大转动理论得到的几何刚度矩阵能保持结点平衡和转动连续性,但该单元不能通过刚体检验.     

拼装式活动房在风荷载作用下的试验研究

对拼装式活动房在风荷载作用下的承载力及变形性能进行了试验研究.分别对活动房框架与活动房整体进行风荷载试验,对比两者在相同风荷载作用下的承载力与变形,证明了活动房整体在风荷载作用下具有一定的蒙皮效应.最后.通过对活动房整体进一步加载,确定了活动房所能承受的最大风荷载及最不利承载位置.     

大跨度复杂钢结构施工力学模拟的研究与应用

随着我国经济的发展,大跨度空间钢结构的形式也日趋复杂,施工过程对结构的影响不能忽略.结构施工过程中的力学问题属于施工力学的范畴,是耦合了时间与空间的四维分析.采用施工力学方法对三个大跨度复杂钢结构工程进行施工过程跟踪模拟分析,同时将有限元计算结果同实际监测结果进行对比.研究表明:进行施工过程模拟分析不仅可以优化施工方案,而且可以保证施工过程中结构的安全并使成型结构的内力和变形满足设计要求.在此基础上,给出一些关于大跨度复杂钢结构施工的建议和意见,为施工力学学科的研究和发展提供了参考.     

渐硬恢复力型Duffing方程的精确解法

针对非线性振动分析中常见的渐硬恢复力型Duffing方程,首先建立了满足方程及初始条件的算子,运用相应的不动点理论,证明该算子在连续函数空间上有唯一不动点并可用迭代法求出.然后给出了该方程的精确解答及其迭代格式,并给出了对应的程序计算流程图.文末给出了该方法与Lindstedt-Poincaré(L-P)法计算结果.结果表明,该解答的不仅是正确的,而且迭代格式非常简洁,便于编程求解.此外,该方法可以应用于其他非线性系统Duffing方程的求解.     

钢板剪力墙等代模型动力性能的适用性研究

钢板剪力墙结构等代模型的验证多基于拟静力分析或单调荷载试验或者精细模型,通过对比分析确定其有效性,但等代模型的动力时程分析有效性有待进一步研究。选取一个单跨4层的非加劲钢板剪力墙结构为基本模型,采用壳单元精细模型对其进行时程分析,并将其与多种简化等代模型分析结果进行比较。研究结果表明:拉杆条模型(SM)和多角度拉杆模型(MASM)在动力作用下的效应与精细模型差异很大;统一拉杆条模型(USM)适用于墙板高厚比低于200的情况;混合杆系模型(CSM)不仅能够准确预测钢板墙体系振动过程中的位移和加速度响应,而且能够估计钢板墙边框架内力,是一种有效的等代模型,具有用于实际设计计算的潜力。     

原竹龙骨组合结构住宅被动式太阳能利用技术优化研究

太阳能利用技术在建筑中的应用可以减少化石能源的消耗,降低建筑全寿命周期的碳排放量,对环境保护具有重要的意义,太阳能利用技术与建筑一体化也是世界各国积极研究的内容之一。本文以新型原竹龙骨组合结构绿色住宅体系为研究对象,探讨了该类建筑被动式太阳能利用措施。首先通过结合原竹龙骨结构体系提出了适宜于该体系的被动式太阳能利用技术,之后利用Energyplus软件建立了典型模型,对已确定的各太阳能利用措施进行了优化研究,分析了利用太阳能的最佳方式,从而为原竹龙骨组合结构这一新型住宅结构体系的被动式太阳能一体化设计奠定了理论基础。     

后张拉预应力成形鞍形网壳的成形试验研究

本文介绍了一种新型预应力网壳--后张拉预应力成形网壳,其基本结构形式是单弦杆网架,由单层弦杆和平面外腹杆组成.试验网架在地面拼装,预应力索布置于下弦层,张拉得到鞍形网壳.在前人研究的基础上,对网架模型进行了预应力成形试验研究,测试了应力和变形.试验结果表明,施加较小的预应力,网架即由平面成为马鞍形曲面.马鞍形的形成主要是上弦杆的弯曲变形所致.     

CFRP约束竹条-薄壁圆钢管组合柱轴压性能研究

为延缓胶黏剂的失效,防止薄壁钢管过早发生屈曲,同时应对竹材防火、防虫、防腐性能差的缺点,提出一种CFRP约束竹条-薄壁圆钢管组合柱。制作9个短柱和4个长柱并对其进行轴心受压试验,继而基于验证后的有限元模型,分析竹条厚度、CFRP层数、钢管截面以及长细比对轴压性能的影响规律,在此基础上提出组合柱轴压承载力理论计算公式。研究结果表明：组合柱的破坏模式为柱中材料破坏、端部压溃破坏及整体失稳;组合柱的承载力随着竹条厚度和钢管直径的增加而增大,随着长细比的增大而减小;CFRP在中小长细比(λ_c≤50)组合柱中的环箍作用显著,但在大长细比(λ_c>50)组合柱中作用有限;组合柱发生整体失稳破坏的长细比界限值为19;各参数对组合柱承载力提升效率的影响不同。试验、有限元模拟及理论分析的结果吻合较好,承载力公式的计算结果与试验或有限元分析结果的平均误差均低于5.0%,最大误差均低于10%,说明轴心受压承载力计算公式具有较高的精度,适用于预测CFRP约束竹条-薄壁圆钢管组合柱的承载力。     

国产轧制H型钢梁整体稳定性能研究——稳定系数计算原理对国产热轧H型钢梁的适用性分析

利用有限元法对国产轧制H型钢梁的整体稳定性能进行了系统研究,分析了《钢结构设计规范》(GB 50017-2003)整体稳定系数的计算原理对国产热轧H型钢梁的适用性,指出对HW型截面计算公式应考虑平面内弯曲的有利影响予以修正,并用试验验证该结论。