高温下钢框架结构非线性有限元分析

对高温下钢框架结构的非线性进行了有限元分析，分析中涉及到由于高温及塑性区扩展引起的结构内力重分布、变形及临界温度等问题，给出了一些算例分析．     

空间钢框架结构的二阶渐进弹塑性分析

给出了空间钢框架结构几何非线性有限元列式,可以直接考虑单元的轴向扭转屈曲效应;在此基础上采用塑性流动理论并应用Orbison屈服面方程,得到了空间钢框架塑性铰分析的弹塑性刚度矩阵,用以对空间钢框架结构进行二阶弹塑性分析并可以考虑单元内塑性的发展和内力的重分布;在单元内部采用截面内力跟踪技术以考虑单元内部形成塑性铰的情况．给出的几个算例,说明该方法计算效率高,精度可靠,可以用于大型空间钢框架结构的高等结构分析。     

半刚性连接空间钢框架结构的二阶非弹性分析

将有限单元法与梁柱法相结合，建立了半刚性连接的空间钢框架结构的二阶弹塑性分析方法。该法综合考虑了几何、材料和半刚性连接效应。基于非线性连续介质力学理论和考虑剪切效应的稳定插值函数建立的严格三维梁柱单元刚度方程，包含了轴向、剪切、双向弯曲与扭转及其各耦合效应。三维单元简化塑性区模型可模拟塑性扩展，利用梁单元两端抗转弹簧来模拟半刚性连接效应。使用包括几何、材料和连接非线性的数值算例来检验文中方法和所编计算机程序的可行性、有效性与精确度。算例表明，利用该程序，每个构件只需一个单元即可准确预测三维结构的极限荷载与失稳模态，可提高结构非线性空间性能的分析效率。该程序可用于三维结构的多重非线性全过程分析，为建立高层钢结构的高等分析方法奠定了基础。     

空间钢框架结构弹塑性稳定的综合离散分析法

木文采用综合离散化分析方法进行空间钢框架结构的弹塑性稳定计算。该方法既采用了有限元法处理离散结构的便利．又通过力学途径来减少所需求解的未知量．算例结果表明．本文方法不仅有很高的计算精度．且省时省空间．是一种空间钢框架结构稳定分析的实用方法。     

基于有效刚度的空间框架结构几何非线性分析

利用考虑轴力影响的单元弯矩-转角关系,通过修改常规三维杆系弹性有限元的局部刚度矩阵,提出了空间钢筋混凝土框架结构基于有效刚度的几何非线性有限元分析方法,并提出了确定柱初始轴力的简化方法.将该方法计算结果与我国规范GB 50010—2010和美国规范ACI 318-11计算结果进行了比较,结果表明,采用该方法计算一般只需两次迭代即可得到满足工程精度要求的结果;如果采用简化方法近似确定的柱轴力,则不再进行迭代也能得到很高精度的结果.对于规则的框架结构,该方法计算结果与我国规范和美国规范的计算结果接近;对于不规则框架结构,该方法计算结果比我国规范和美国规范的计算结果大.     

几何非线性与材料非线性

从基本概念出发,通过例子讨论在结构分析中产生几何非线性与材料非线性的原因,澄清关于它们必然同时出现的误解,并指出根据问题非线性的类型正确选择分析方法的重要性。     

钢框架结构稳定性分析中的传递矩阵

通过反映杆件两端状态变量的梁单元、柱单元和支座处的传递矩阵的推导，用合并变量的方法，进而推出钢框架结构稳定性分析中的总体传递矩阵。解决了用传递矩阵法分析多高层钢框架结构稳定性的关键问题。     

钢框架结构整体稳定分析的高等分析法

钢结构框架在现代已经被普遍应用。同时,面对这种趋势,钢框架稳定性分析的重要性也日益突出。本文集中分析了钢框架结构稳定分析的高等分析法,对其研究组成部分及研究前景等进行了深入的概括和论述。以期通过这样的分析,对钢框架结构整体稳定性的研究提供方法论上的支持,以影响实践。     

钢框架结构抗震性能分析

对单榀单跨钢框架结构单元在不同地震波、不同地震加速度作用下的抗震性能进行了有限元对比分析.结果表明,对于同一种地震波,随着输入波加速度的提高,顶点位移增大;钢框架在不同地震波作用下滞回性能良好,表明钢框架结构具有良好的抗震性能.     

空间钢框架二阶弹塑性稳定极限承载力分析

采用非线性连续介质力学的有限变形理论和内力屈服面塑性流动理论,对空间钢框架结构体系进行了二阶弹塑性稳定极限承载力分析,同时分析了主弯曲、非对称水平荷载对空间钢框架极限承载力的影响.经算例分析得知:如果非对称水平荷载比在0.5~2.0之间,则水平荷载的非对称性对结构的极限承载力影响很小;主弯曲对钢框架整体极限承载力的影响随结构层数的增加而减小.     

平面钢框架极限承载力的试验研究

为了钢框架结构的受力、变形性能及破坏,作者对四榀平面钢框架进行了极限承载力静力试验,本文介绍了试验情况,分析了试验现象,并将理论分析屯试验结果进行了比较。     

半刚性连接钢框架稳定极限承载力试验研究

为研究半刚性连接钢框架的受力、变形性能及其破坏特点,对带双腹板角钢的顶底角钢连接钢框架进行了极限承载力静力试验。得到了半刚性连接钢框架的稳定极限承载力和对应的荷载-位移曲线。试验结果表明,半刚性连接钢框架要产生很大的变形后才达到极限承载力;对于有侧移半刚性钢框架结构,分析中必须考虑二阶效应。     

600MPa级汽车大梁钢疲劳极限确定和疲劳断裂原因分析

为确定薄板坯连铸连轧(flexible thin slab rolling,FTSR)短流程生产线生产的600 MPa级汽车大梁钢是否满足装车要求,利用升降法研究了汽车大梁钢的抗疲劳性能。研究结果表明,采用对数试验应力-对数疲劳寿命拟合的方法要优于直接采用试验应力-疲劳寿命,计算得到了不同存活率下的P-S-N曲线,由图得到疲劳极限强度为294 MPa,经过数值计算得到的疲劳极限强度为287. 1 MPa。采用扫描电子显微镜对疲劳试样进行了断口分析,发现疲劳断裂为韧性断裂,夹杂物为裂纹的起源,结合试验钢的性能指标和装车试用考核结果,确认FTSR生产线开发的600 MPa级汽车大梁钢满足装车使用要求。     

含共线等长双裂纹损伤钢构件的力学试验及分析

在实际工程中,钢构件在同一条直线上的多条裂纹共线排列现象,既是一种较为常见的形式,也是最具有危险性的形式.这种共线裂纹可能导致钢构件发生脆性破坏,所以有必要深入研究共线裂纹对钢构件力学性能的影响.以含共线等长双裂纹损伤钢构件为研究对象,展开了单轴拉伸试验,研究了相对裂纹长度和相对裂纹间距对钢构件的断后伸长率、屈服强度和剩余极限强度的影响规律,且在此基础上提出了含共线等长双裂纹损伤钢构件的剩余极限强度计算公式.通过与试验值进行对比分析,本文所提出的剩余极限强度计算公式的相对误差小于1％,验证了本文所提出公式的有效性和准确性.针对含多裂纹损伤钢构件的安全评估,本文提出的剩余极限强度计算公式,在一定程度上弥补了该领域的空白,为其剩余极限强度分析研究提供了 一种行之有效的方法,对含多裂纹损伤钢构件后期的预防和修复等具有一定的理论价值和现实意义.     

方钢管混凝土压弯构件塑性屈服面的简化确定方法

采用塑性铰方法模拟钢管混凝土结构的弹塑性工作性能时,常需要定义钢管混凝土柱截面的塑性屈服面.纤维模型法虽然可以较好的应用于钢管混凝土截面的塑性屈服面分析,但从实际应用的角度考虑,数值方法还是显得较为复杂,不便于工程应用.因此文中在已有方钢管混凝土(concrete-filled square steel tubular, CFST)构件试验研究和理论研究的基础上,首先给出弹性单元参数的确定方法;然后通过理论分析和大量的参数分析,提出了一种方钢管混凝土柱截面轴力-弯矩相关塑性屈服面的快速确定方法.并对纤维模型法与文中建议方法的计算结果进行比较,两者吻合较好,验证了文中方法的正确性.     

空间钢框架弹塑性稳定分析的一种数值方法

采用杆系有限元地空间钢框架结构进行整体稳定分析，并推导出空间塑性铰单元稳定刚度矩阵，本法可适用于任意形式的空间框架结构，并能给出结构的荷载位移曲线，所获得的数值结果与有关实验数据吻合得较好。     

钢板-型钢双剪试件的界面粘结性能试验研究

为验证粘贴钢板的不同厚度、层数及宽度等因素对钢–钢界面粘结性能的影响,通过改进的双剪试验装置,对钢板–型钢双剪试件进行了轴向拉伸试验研究,分析在各因素影响下,粘结界面上的应力分布特点、粘结剪切破坏过程、破坏特征、钢板应变发展及分布规律,得出钢板与型钢的粘结应力分布规律和粘结剪应力-滑移曲线,提出钢板型钢界面粘结承载力的计算公式,且计算结果与试验结果吻合良好,研究成果为粘钢法加固钢结构计算理论建立及加固设计提供了试验依据。