基于直接刚度法的三段刚度压杆非线性分析

为分析考虑二阶效应的分段刚度压杆内力及位移,根据位移控制方程,建立了变刚度压杆位移和转角方程;根据杆端位移边界条件和变刚度截面处连续条件,得到了位移系数;根据压杆内力方程,建立了以矩阵形式表达的刚度平衡方程,变换得到了变刚度压杆刚度矩阵模型. 将本模型用于分段刚度压杆分岔失稳临界荷载计算,并与解析解、插值形函数单元模型结果进行对比与分析,验证了模型的精度和效率. 结果表明:采用插值形函数法计算压杆临界荷载时,若只划分一个单元,其计算结果与理论解的相对误差最高可达43.24%,随着划分单元数量增加,相对误差降为0.023%;采用基于直接刚度法得到的变刚度压杆单元刚度矩阵计算压杆临界荷载时,只需划分一个单元,即可保证计算结果与理论解一致,该矩阵可用于压杆的非线性分析中,得到压杆内力及位移的精确解.      

钢筋混凝土框架滞回过程的柔度分析法

介绍了分析框架结构滞回过程的柔度法，框架结构通常是采用基于位移形函数的刚度法进行非线性分析，但由于位移形函数假定了杆件内部变形与杆端节点位移的代数式关系，在荷载达到极限点附近时有较大误差。柔度法根据杆件内部力与节点力的平衡建立了内力形函数，在加载过程中结构和杆件始终满足力的平衡和协调条件，因而能够得到比刚度法更精确的结果。利用自编的框架结构柔度分析法程序对一榀钢筋混凝土平面框架进行了计算分析，结果与试验吻合较好。     

基于CR列式的壳屈曲分析

为解决薄壁结构屈曲分析的非线性计算问题,针对壳单元大位移、小应变分析,提出了基于更新拉格朗日CR列式的计算方法.该方法采用更新拉格朗日列式建立壳单元在大位移下的平衡方程,利用能量原理得到单元刚度矩阵.求解过程中,采用极分解方法计算变形后单元的随动坐标和单元节点的刚体转动;引入有限转动理论,从总位移中扣除刚体位移,得到节点变形,进而采用小应变理论计算单元应力,得到当前荷载步下的单元状态.最后,通过编制的程序对2个薄壳结构受力后的屈曲行为进行了分析.算例表明,用基于CR列式的非线性分析方法求解壳失稳问题具有较高的效率和精度.     

梁柱T型钢连接节点有限元分析

采用通用有限元程序ANSYS,对T型钢连接节点进行了非线性分析,讨论了连接节点在各级荷载下的应力分布及发展情况,分析了节点各组成要素对节点受力性能的影响.分析结果表明:T型钢连接节点属于半刚性连接节点,具有良好的延性;柱翼缘厚度、T型钢翼缘厚度和梁截面高度对节点的极限承载力和初始刚度均有很大影响;为T型钢半刚性连接在工...     

不同荷载比下嵌固式钢框架节点M-θr曲线拟合

对嵌固式节点进行有限元仿真分析,得到了嵌固式门式框架在不同的荷载工况条件下节点的M-θr曲线。通过对不同荷载组合情况下得到的M-θr曲线进行比较可知,节点刚度随着荷载组合的变化而变化,但两个方向框架中嵌固式节点刚度的变化规律不同。综合考虑门式框架嵌固式节点M-θr曲线的特性,对多种荷载组合情况下的M-θr曲线进行曲线拟合,得到拟合公式并对其进行方差分析。透过相关指数可知提出的嵌固式节点M-θr曲线的拟合公式是可靠的,可为进一步深入研究嵌固式组装钢框架的力学性能提供借鉴和参考。     

分析斜交弯桥的刚度法

考虑弯桥梁轴线与支承线斜交 ,按平面曲梁杆系结构分析斜交弯桥 .采用节点坐标系 ,构建了圆弧梁的单元刚度矩阵 ,给出了常用荷载等效节点力的计算方法 .用直接刚度法 (电算 )和位移法 (手算 )解算斜交连续曲线梁桥和弯形刚构桥 .算例表明 ,该方法方便、可靠 ,具有通用性 ,便于编程和手算     

暗销在藏式古建筑木结构连接中的作用

与传统汉式古建筑木结构相比,藏式古建筑木结构具有连接简单、传力直接、构造简洁等特点,其木结构梁柱节点连接很少采用复杂榫卯和斗拱,主要通过构件的垂直叠压实现节点连接功能,并辅以暗销来定位.文中采用非线性有限元方法,通过建立局部构件精细化模型,研究了暗销在节点连接中的力学作用,得到了描述暗销力学性质的弹簧模型.研究结果表明：暗销使滑移初始刚度略有提高,对构件相对滑移承载极限提高明显.     

分析斜交弯桥的刚度法

考虑弯桥梁轴线与支承线斜交,按平面曲梁杆系结构分析斜交弯桥,采用节点标系,构建了圆弧梁的单元刚度矩阵,给出了常用荷载等效节点力的计算方法,用直接刚度法（电算）和位移法（手算）解算斜交连续曲线梁桥和弯形刚构桥,算例表明,该方法方便,可靠,具有通用性,便于编程和手算。     

半刚性连接钢框架结构的非线性分析探讨

本文首先简要叙述了半刚性连接节点的特性;其次介绍了推导局部坐标下的单元刚度矩阵的过程及如何对半刚性连接单元的固端力进行修正,并对刚度矩阵进行了高精度改造;最后讨论了弹塑性阶段半刚性节点的简化方法。     

加筋结构非节点连接建模中钢筋单元划分方法研究

非节点连接方法为加筋结构提供了筋与混凝土可完全独立的单元建模方案,允许筋单元与混凝土单元交错划分。针对该方法中筋单元跨越多个混凝土单元的情况,分析了钢筋单元与混凝土单元面的交点位置关系及其影响效果,建立了在混凝土单元交界面划分筋单元节点的数学模型,解决了钢筋单元与混凝土单元的位移协调问题,通过算例演示了本文方法的可行性和有效性。     

大跨拱与刚构组合桥梁的系杆调整作用

为了解决大跨系杆拱与刚构组合桥梁采用分段系杆调节内力与线形时，其刚构系杆与中跨系杆的作用相互影响的问题，针对1座该类型桥梁的设计方案，采用SAP2000软件建立了三维有限元模型；考虑施工过程的影响，通过分析确定合理的张拉力，使几个关键部位的应力与变形同时满足要求．结果表明，中跨系杆张拉力主要由刚构承担．最后指出，计算恒载内力时，可以不考虑几何非线性的影响．     

基于HyperWorks的某车架铆接方式的对比分析

分别采用3种方式模拟某车架横梁和纵梁的铆接。利用HyperWorks的Optistruct求解器计算3种模型的弯曲、扭转刚度和模态。计算结果表明,rbe2单元模拟铆接比rbe2+beam单元模拟铆接的刚度大。弯曲、扭转刚度和模态频率的差别都小于5%,可以认为是等效的。由于点对点的rbe2模拟连接简单方便,在车架刚度、模态分析时推荐采用rbe2模拟铆接。     

侧向干扰下双层门式刚架静力屈曲的计算机模拟

用ANSYS有限元软件,对柱脚固接、在不规则竖向荷载和三种侧向荷载作用下的双层门式刚架的屈曲进行了计算机模拟,得到了不同大小的侧向干扰力作用下的双层门式刚架的临界屈曲荷载,以及结构的屈曲模态。模拟结果表明:在侧向集中干扰力的作用下,双层门式刚架的临界屈曲荷载随着作用力的大小和作用点的不同发生变化;在侧向三角形荷载干扰下,双层门式刚架发生了明显的屈曲变形,结构的右侧柱子中点处发生较大的位移,并且首先发生屈曲,影响了结构的整体稳定性。模拟结果对工程应用有一定的参考价值。     

一种榫卯连接方钢管组装框架模型的荷载-位移曲线试验研究

提出一种榫卯连接方钢管组装框架结构。对两个方向的平面框架模型进行受力性能试验。介绍试验概况,给出框架模型的竖向荷载与挠度和水平荷载与水平侧移曲线,这些曲线介于刚节点框架和铰节点框架之间,属于半刚性节点框架的范畴。     

大跨径连续刚构桥主墩的合理刚度分析

以大跨径刚构桥主墩刚度的作为研究对象，分析主墩刚度计算方法，利用有限单元法，对典型桥梁主墩在不同的设计参数下的内力、位移和稳定荷载系数进行计算分析，归纳出大跨径连续刚构桥主墩类型、主墩截面设计参数（纵桥向宽度）的确定公式，分析在悬臂施工中的不平衡弯矩所需两薄壁墩抗弯刚度的两墩间距和系梁的数设置对桥跨结构内力、位移及稳定性影响，总结出主墩类型及设计参数的规律性。     

重型自卸车车架有限元分析

应用CAD软件建立重型自卸车车架的三维模型,采用Hypermesh软件得到车架的有限元分析模型。通过有限元计算,得到自卸车车架在载质量为80t时垂直加速工况、转弯工况、扭转工况和制动工况下的应力分布情况,有限元计算结果与实车车架断裂结果吻合,证明采用的有限元分析方法可行。根据有限元计算结果提出了车架的改进方案。     

基于离散元分析的高速铁路桥上轨枕选型

为合理选择高速铁路桥上有砟轨道轨枕形式,在轨枕形式的综合调研基础上,采用PFC 3D离散元软件,建立了Ⅲ型轨枕、宽轨枕、梯子式轨枕和框架型轨枕的轨枕-道床模型,对高速铁路桥上有砟轨道结构进行了数值分析.结果表明:4种轨枕都具有较大的轨道框架刚度,具备持久保持轨道几何形位和稳定性的能力;宽轨枕和框架型轨枕与道床的接触力分布较均匀,最大接触力也较小,比Ⅲ型轨枕更适用于高速铁路桥上有砟轨道结构.但考虑到框架型轨枕的优势不明显以及尚未开发相应的养护维修设备,建议高速铁路桥上有砟轨道采用宽轨枕.      

大岩洞特大桥拱圈脱架时背索和扣索索力优化计算

建立了大岩洞特大桥拱圈平转施工状态的三维有限元模型,交界墩和上转盘采用实体单元,扣索和背索采用索单元,拱圈劲性骨架底板采用壳单元,其余采用梁单元,支架则采用只压单元模拟;将最优化计算理论和有限元计算分析相结合,利用MIDAS有限元软件,以支架不受轴压或受压轴力很小为目标函数,对扣索力和背索力进行优化,使拱圈"脱离"支架实现转体,从而获得了扣索力和背索力的最优组合与拱圈最优内力分布.结果表明,拱圈骨架拱脚底板为控制截面,本文计算方法和结论为同类桥梁的建设具有参考价值.     

四层RC框架结构抗连续性倒塌分析方法对比

参考美国国防部编制的《结构抗连续倒塌设计》(DOD2005)提供的设计流程,采用变换荷载路径方法,基于SAP2000通用有限元软件,对按照我国现行规范设计的4层混凝土框架结构首层长边中柱失效,分别采用4种方法:线性静力分析方法、非线性静力分析方法、线性动力分析方法和非线性动力分析方法进行分析,对移柱前后关键构件的内力变化进行了分析,给出分析步骤,并对每种方法的优缺点进行了比较.     

Experimental study on mechanical behavior of box-brace to box-column foot joints

This paper presents results of three tests carried out to study the mechanical behavior of foot joints used in the tower boiler steel frame. Each foot joint consists of a box column and a box brace. These three specimens have different connection types or different details of stiffeners. The tests are carried out by using the large multi-function structural experiment system WAW-1000J. The load-displacement curves and the strain distribution are measured during the tests. The mechanical behavior of foot joints under adverse load cases is analyzed. The safety of these three specimens under design load is assessed. The strength and deformation of different joints are compared. The results indicate that connection types or details of inner stiffeners have effects on strength and failure mode and that the specimen with end-plate connection can optimize the strain distribution along the height of brace web and can change the force transfer mechanism between column and brace. In addition, a finite element model of the specimen is conducted and numerical results generally agree well with the test results. The work in this paper provides a base for further analysis on the performance of joint used in the tower boiler steel frames.