基于薄层裂缝单元的钢筋混凝土结构非线性有限元分析

在分析了离散裂缝模型、片状裂缝模型以及断裂力学裂缝模型等裂缝模式的基础上，采用了薄层裂缝单元模型对钢筋混凝土结构进行了非线性有限元分析。用弹性力学的理论推导出了薄层单元的刚度矩阵，并将其内嵌入开裂混凝土单元中形成组合单元，简要介绍了薄层单元一混凝土组合单元刚度矩阵的计算方法。随后简要介绍了软件的设计，进行了算例分析，通过与试验结果的比较验证了模型的合理性和软件的计算精度及可视化程度。     

基于混合壳单元法预应力混凝土T梁的受力性能

为了准确预测与评估预应力混凝土T梁的力学性能,利用混合壳单元建立了T梁有限元计算模型,对T梁从完好状态至破坏状态的力学行为进行了非线性分析。T梁中弯曲预应力钢筋采用组合壳单元模型,应用虚功原理推导了其对组合壳单元刚度矩阵的贡献,梁底平直预应力钢筋采用分层壳单元模型;利用Owen双参数屈服准则和Hinton压碎准则描述混凝土材料非线性特性,采用双折线本构模型模拟钢筋材料。分析结果表明:混合壳单元法计算结果与试验结果吻合良好,弹性阶段的T梁刚度折减不明显,非线性阶段刚度发生明显折减,跨中预应力钢筋应力增长幅度最大,因此,混合壳单元法对预应力混凝土T梁力学行为分析是有效的。     

薄壁钢管混凝土构件固有振动特性研究

根据钢管混凝土构件的变形特点，首次构造了钢管混凝土单元。这种单元具有以下特点：单元为一维杆梁单元，可以考虑钢与混凝土两种材料的组合；适合于薄壁结构的内力与变形；单元的截面可以变化；轴线可以是曲的，并利用此单元对一定数量的薄壁钢管混凝土构件进行了分析，获得自振频率和模态等固有振动特性。     

变截面平面梁单元的双线性模型

从变形体虚功原理出发，推导了平面任意变截面梁单元的刚度阵和质量阵；从用户使用方便简单的角度提出了一种双线性变截面模型，在此基础上得到了梁单元的刚度阵、质量阵以及机动法求影响线公式的显式表达式，算例表明双线性变截面梁单元符合位移有限元的特点，在应用方便情况下能有效地提高精度，具有一定的实用性。     

钢管混凝土模型拱动力特性分析

通过振动台试验，获得了钢管混凝土模型拱结构的自振频率．利用结构分析软件SAP2000，采用三维梁单元，视钢管混凝土为组合材料，对结构动力特性进行了有限元计算，获得了结构的频率和振型，计算结果与试验结果吻合较好．为了扩大研究的范围，进一步分析了模型拱在不同条件下的动力特性．通过改变拱肋的刚度、横撑数目以及支撑条件，研究了结构频率和振型的变化，分析了影响钢管混凝土拱结构动力特性的因素．结果表明，加强横撑有利于提高结构的横向自振频率，拱肋刚度对结构自振频率影响不大．     

预应力叠合框架非线性全过程分析方法与程序设计

考虑一期荷载，预应力，预制构件截面相对高度以及材料非线性，几何非线性等因素的影响，采用增量变刚度有限元法，编制了混凝土框架非线性全过程分析的通用程序。所给的单元刚度矩阵形式具有普遍性。．     

变截面平面梁单元的双线性模型

从变形体虚功原理出发,推导了平面任意变截面梁单元的刚度阵和质量阵;从用户使用方便简单的角度提出了一种双线性变截面模型,在此基础上得到了梁单元的刚度阵、质量阵以及机动法求影响线公式的显式表达式.算例表明双线性变截面梁单元符合位移有限元的特点,在应用方便情况下能有效地提高精度,具有一定的实用性.     

钢-混凝土组合桁梁节点静载力学性能试验研究

钢-混凝土组合桁梁桥节点的力学性能研究和优化设计是组合桁梁桥设计的关键,以某高速铁路桥下承式组合桁梁上节点为原型,设计制作了1∶2节点缩尺模型,对节点进行静力特性试验和有限元分析,研究钢-混凝土组合桁梁桥节点的静力力学性能.对组合节点的荷载-位移曲线、应变发展规律、极限承载力以及节点的破坏模式进行研究.研究表明:该类型组合节点具有刚度大、承载力高以及传力明确等特点,组合节点满足设计要求;节点薄弱区位于弦杆与拉压腹杆相交焊缝区域;节点破坏模式为杆件相交处开裂破坏及拉压腹杆屈曲.     

基于无单元伽辽金法的混凝土梁裂缝分析

混凝土材料的断裂过程具有非线性断裂特性，而无单元伽辽金法由于不需要单元网格，非常适用于分析非均匀材料的断裂问题。混凝土梁裂缝扩展分析利用无单元伽辽金法可以非常方便地调整节点分布的特点，通过增加裂缝节点和裂面边界的方法加以模拟。算例表明，利用无单元伽辽金法可以较准确地分析混凝土宏观裂缝的产生、扩展以及裂缝宽度变化。     

山区中等跨径钢板组合梁应用研究

组合结构最大的技术特点是组合后的结构性能比两种材料各自的力学性能更佳。当钢材处于拉伸区域时,其强度及其延展性能够很好发挥,但当钢材处于压缩区域时,其对强度的贡献取决于屈曲强度,特别是当钢板较薄时,很难充分发挥其材料性能。而混凝土是一种比钢材更便宜、自重更大、抗拉强度更低的脆性材料。因此,钢材和混凝土合理的组合后可充分发挥钢材和混凝土各自的性能,取得更佳的受力性能及经济效益。在我国大力发展基础建设的国情下,推动钢板组合梁桥的研究与应用,将有利于促进国民经济的发展,产生显著的经济和社会效益。