考虑双重非线性时大跨度钢筋混凝土箱拱极限承载力分析

当钢筋混凝土箱拱达到一定的跨径以后,其非线性特征非常突出。文中介绍了大跨度箱形拱桥的几何非线性及材料非线性耦合分析的方法,推导了用平面杆系对钢筋混凝土箱拱进行非线性有限元分析的方法,并编制了计算程序。     

大跨径钢筋混凝土拱桥受力行为的几何材料非线性耦合分析

对平面杆系几何非线性的有限元理论和钢筋混凝土拱桥受力行为几何与材料非线性分析作了简要的介绍，推导了割线刚度矩阵关于位移的显式。采用所编的程序对献「４」「５」提供的两个模型拱进行了计算分析，发现几何材料非线性数值计算更加接近实验结果，还发现拱的极限承载能力主要受材料非线性的影响。     

分阶段成形杆系结构几何非线性平衡方程

为探讨几何非线性条件下分阶段成形结构最终状态的确定因素,以平面杆单元为对象进行分析。考虑几何非线性效应,定义单元零应力时的几何外形为其无应力状态量,采用最小势能原理建立局部坐标系和整体坐标系下,分阶段成形杆系结构不考虑其成形过程的力学平衡方程,获得结构最终状态与构件单元无应力状态量之间的关系。利用平衡方程,可直接计算分阶段成形结构最终状态的内力和位移,而无需逐阶段累加。通过平衡方程和算例证明:分阶段成形的杆系结构,即使在考虑结构几何非线性效应的前提下,只要最终状态构件单元的无应力状态量确定,则最终状态结构的内力和位移与结构的成形过程无关。     

空间梁单元显式切线刚度矩阵推导

在开展桥梁、房屋、网壳、网架等杆系结构几何非线性分析或极限承载力计算时,需要空间梁单元的切线刚度矩阵。基于非线性问题的一般平衡方程和空间梁单元的非线性几何方程,推导应力应变一般线弹性关系下的空间梁单元显式切线刚度矩阵,该刚度矩阵中包含了由初应力和初应变产生的初应力刚度矩阵,为空间有限元程序的编制奠定了基础。     

无粘结预应力混凝土梁非线性分析

无粘结预应力混凝土结构是当今流行的一种后张法预应力体系。本文采用杆系有限元理论,建立了体内无粘结预应力混凝土梁全过程非线性分析的数值计算方法,并编制了相应的计算程序。计算结果表明,该方法是可靠的。     

无粘结预应力混凝土梁非线性分析

无粘结预应力混凝土结构是当今流行的一种后张法预应力体系.本文采用杆系有限元理论,建立了体内无粘结预应力混凝土梁全过程非线性分析的数值计算方法,并编制了相应的计算程序.计算结果表明,该方法是可靠的.     

拱桥稳定分析的有限元方法及程序编制

本文针对空间杆梁组合体系桥梁，在线弹性材料条件下全面考虑空间杆系结构的几何非线性，分析，设计了总体稳定的求解方法，编制了一套拱桥稳定分析的有限程序ＡＲＣＨＦＥＭ。     

大跨度混合梁斜拉桥变形几何非线性效应分析

以广州东沙特大桥为工程背景,考虑初始安装线形,按部分非线性和完全非线性两种模式,应用平面杆系有限元程序对结构施工全过程的响应进行计算,分析悬臂施工过程中及合龙后主粱变形的几何非线性效应。结果表明,累计位移小者,非线性影响也小;大位移效应和梁柱效应之和对大跨径斜拉桥主梁立模标高的影响是不能忽略的。     

舟山松岙大桥双重非线性稳定分析

对舟山地区大跨径钢管混凝土拱桥——松岙大桥进行了稳定性分析.首先基于ANSYS软件二次开发功能编制了专业程序,建立杆系有限元模型进行了第一类稳定分析.随后考虑几何非线性的影响,得到各阶稳定系数.最后考虑拱肋初始挠度等缺陷的影响,并采用钢管混凝土组合材料的非线性本构关系,进行了双重非线性稳定分析.计算表明对大跨度拱桥结构...     

基于平面梁单元的几何非线性线形控制方程建立与应用

为研究几何非线性条件下分阶段成形结构平衡状态与无应力状态量的关系,定义了梁单元无应力构形及无应力状态量的概念。构建2个结构系统状态和3个单元状态,基于单元无应力状态,考虑结构几何非线性效应,利用最小势能原理建立基于平面梁单元分阶段成形结构线形控制方程,该方程从理论上证明了无应力状态法原理三(分阶段成形结构通过主动控制构件单元的无应力状态量,可以实现相互独立的结构内力和结构线形)在几何非线性结构中的适用性。当计算状态取平衡状态时,线形控制方程为几何线性方程,提出了单元无应力状态量的间接法求解。通过某三跨连续箱梁结构算例验证了间接法的可靠性,同时进一步验证了无应力状态法原理三在几何非线性结构中成立。     

密布横梁体系正交异性钢桥面板有效宽度

空间杆系法将正交异性钢桥面板等效为空间杆系结构的简化计算方法,其计算精度有赖于桥面板的有效宽度取值.结合试验结果及空间板壳法分析,研究了密布横梁体系正交异性钢桥面板的有效宽度,并对SF法分析结果的有效性进行了验证.建议采用空间杆系法进行正交异性钢桥面板分析时,对桥面板有效宽度取值可依《日本道桥示方书》规定.     

单索面索塔横桥向稳定分析

本文提出了关于单索面索塔当与考虑扶正力影响时的横向稳定计算模型，并且应用最小势能原理导出计入索塔几何非线性因素的塔顶位移计算公式及其等效分布荷载，将复杂的空间分析问题转化为平面杆系的结构，从而较简便地解决了塔身的横向内力和变形分析。     

桩柱式高桥墩几何非线性效应分析的迭代法

对设置有板式橡胶支座的变截面桩柱式高桥墩，提出了计入几何非线性效应的计算模型，并可应用一般平面杆系有限元法的计算程序与迭代法相结合的方法求解。因此，本法对设计人员具有实用价值。     

斜拉桥活载几何非线性分析

介绍了斜拉桥的活载几何非线性原理及方法，并对某座斜拉桥进行活载线性和几何非线性计算，分析初始几何刚度、拉索垂度效应以及大位移效应对几何非线性的影响，分析了构件刚度及边界约束条件对斜拉桥非线性的影响。分析表明，初始几何刚度对斜拉桥的几何非线性影响最为重要．当计人初始几何刚度矩阵影响，按活载线性影响线加载法所得结果与几何非线性方法结果基本相同。当初始几何刚度不变，仅仅改变结构刚度及约束条件，对斜拉桥的几何非线性影响非常小。     

千米跨度公铁两用钢桁梁斜拉桥几何非线性研究

为研究非线性因素对超大跨度公铁两用斜拉桥主要构件变形和受力的影响程度,采用5种分析状态,对一座跨度超过千米的公铁两用钢桁梁斜拉桥进行成桥状态下的活载非线性计算分析。建立全桥平面杆系模型,计算各控制量在最不利活载作用下的极值及非线性影响系数。结果表明:对超大跨度公铁两用斜拉桥而言,斜拉索的垂度效应仍然是几何非线性影响的主要因素,梁-柱效应和大位移效应相对较弱;目前桥梁设计的通常方法是考虑修正斜拉索弹性模量进行线性计算,并在此基础上活载考虑10%的非线性放大系数,该方法现实、合理而且稍偏安全。     

荆州长江大桥南汊通航孔主桥非线性仿真分析--成桥状态静力分析

荆州长江大桥南汊通航孔主桥为结构高度不对称的高低塔的斜拉桥，其成桥与架设过程均异常复杂，为研究其受力特性，确保桥梁安全，对其采用3种不同的有限元分析软件并分别应用3种不同的单元离散方案进行了平面杆系、二维及三维非线性仿真分析。同时对成桥状态静力非线性计算工作进行介绍，对不同计算方案的计算结果进行了分析与比较。分析表明：平面杆系、二维与三维仿真分析的计算结果总体上一致，但局部存在一定的差异。     

摩托车车架有限元建模方法分析

对于不同摩托车车架的结构型式,相应的有限元计算模型有基于杆系结构的计算模型、基于板壳结构的计算模型及杆系、板壳混合结构的计算模型3种。杆系结构计算模型对车架实际结构简化过大,只能得到相对满意的整体结构强度和刚度;板壳结构计算模型比杆系结构计算精度高,是目前较先进的一种处理方法;对于管板组合式摩托车车架,可采用杆系和板壳组合结构进行计算。     

变截面高墩几何非线性的数值法分析

以阶梯式高墩为对象，提出用等效柱端集中压力来代替墩柱中的分布压力，并用纽玛克数值解法来近似分析高墩的几何非线性效应，实例表明，其计算结果与计入非线性效应的平面杆系有限元专用程序给出较吻合，因此具有实用价值，可供设计人员参考。     

有侧偏钢筋混凝土桁架拱桥极限承载力分析

分别采用弹性分析方法、几何非线性分析方法及双重非线性(几何非线性和材料非线性)3种不同分析方法对2种不同结构的桁架拱桥进行极限承我力分析.通过比较3种方法的分析结果,研究非线性对于分析结果的影响.采用考虑双重非线性的分析方法针,借助有限元分析不同横向初始偏位、各种荷载工况下的结构极限承载力.研究结果表明:有侧偏钢筋混凝土桁架拱桥材料非线性和弹塑性效应比较明显,应以双重非线性分析方法进行极限承裁力分析计算;结构的极限承载力随着结构横向侧偏量增加而减小;结构形式细部调整对于此类拱桥的极限承载力影响不大.     

预应力混凝土加劲梁悬索桥的精细计算方法研究

基于有限位移弹性理论，采用带动坐标的混合法对杆系结构的有限元平衡方程进行求解，通过改进索鞍单元模拟索鞍的顶推，增加吊杆及预应力张拉模拟相应施工过程，由此建立了悬索桥几何非线性精细计算的有限元分析方法，最后以北盘江大桥为背景。对其恒载状态下的结构内力及变形进行了施工过程的精细计算。