高层建筑筒体结构三维静力分析的改进条元法

提出了改进条元法,即根据柱壳理论构造了柱壳曲条,结合柱壳曲条和平壳条元对任意平面形状高层筒体结构承受弯曲和扭转作用进行三维静力分析.该方法所用位移基函数能描述剪弯型杆件的变形曲线,克服了传统有限条元法选用纯三角函数作为基函数导致基底剪应力为零的缺点.运用该方法所涉及的未知量少,未知量数目只与划分条元数和所选基函数项数有关,而与结构的层数无关.层数越多,改进条元法与有限元法相比未知量减少越明显.研究结果表明,改进条元法计算结果与试验结果及空间有限元结果较接近,可用于高层建筑筒体结构三维静力分析.     

样条函数有限条法

文用有限条法计算弯曲薄板时,分成若干有限条,条的端部以振动梁函数做为基函数,条的宽度方向取x三次多项式.条的端部除简支以外,其它端部条件均度生偶联,这是一个难题.本文从三次样条函数做为条的端部条件,条的宽度方向仍取x三次多项式,推导出条的刚度矩阵,成立总刚度矩阵呈带状.计算结果表明,效果较好.     

转换层结构楼层侧向刚度的有害位移角控制法

提出采用有害位移角来控制带转换层高层建筑结构的侧向刚度.通过对大量不同结构布置、不同剪力墙厚度的带转换层的高层建筑结构的计算分析,将楼层有害位移角比小于等于0.9作为带转换层的高层建筑结构楼层侧向刚度的控制准则.同时,采用有限元计算模型分析了转换层上下部剪力墙刚度、转换梁刚度、转换层层高等因素对杆系模型的有害位移角计算的影响,得出了修正的有害位移角比值法,并提出了工程应用建议.     

一种新的转换层结构楼层侧向刚度控制准则

提出采用有害位移角代替位移角来控制转换层结构侧向刚度。通过大量不同结构布置、不同剪力墙厚度的带转换层的高层建筑结构算例计算分析,将楼层有害位移角比小于等于0.9作为带转换层的高层建筑结构楼层侧向刚度比的控制准则。同时,采用有限元计算模型分析了转换层上下部剪力墙刚度、转换梁刚度、转换层层高等因素对杆系模型的有害位移角计算的影响,得出修正的有害位移角比值法,并提出工程应用建议。     

高层框简和简中筒结构动力特性的简化分析

用连续-离散化方法分析高层建筑简体结构的动力特性.在导出的等效简体层问段单元的刚度矩阵中,所采用的位移函数能反映简体结构的剪力滞后效应采用简体的这种等效单元和刚性楼面及结构质量集中于楼面的假定,可使简体结构的动力特性分析大大简化.与有限单元法比较,具有计算简捷和应用方便的优点计算表明,该方法具有较高的精度和效率。     

连续加腋箱梁桥有限条法分析

文章探讨有限条法在变高度梁桥结构分析中的应用,克服有限条法不能解决变截面结构的局限性.通过建立新型位移函数,推导3种类型板(壳)条的单元刚度矩阵,按一般有限条法步骤,编制成程序FSVM.通过算例论证FSVM程序分析连续加腋箱梁桥,具有可接受的精度.     

基于Newmark隐式时间积分方案的裂纹动态扩展的数值计算方法

扩展有限单元法(XFEM)是基于单位分解的思想,在常规有限元的位移模式中加入能够反映裂纹面不连续性的跳跃函数和裂纹尖端的渐近位移场函数,避免了常规有限单元法计算断裂问题时需要对裂纹尖端重新划分网格的不便以及繁重的计算量,并且裂纹的扩展独立于网格.标准有限元在处理时间积分时,在裂纹不断扩展的过程中整体刚度矩阵的自由度也会不断地增大,从而导致迭代计算无法进行.本文基于扩展有限单元法模拟动态裂纹扩展的方法,提出了新的Newmark隐式时间积分方案.此方法将所有节点都富集Heaviside函数和裂纹尖端的渐近位移场函数,即每个节点都有12个自由度,从而使得总体刚度矩阵式保持一致,避免迭代计算无法进行.同时,提出了一种稀疏矩阵技术来解决矩阵所占内存大和计算时间长的问题.     

简体结构动力分析的有限条法

本文首先利用有限条法分析高层建筑筒体结构的静力方程,采用静力缩聚法,求出结构的侧向刚度矩阵,然后将结构质量等效集中到各层楼面,最后导出了结构平动一扭转耦联振动基本方程.由此可以按反应谱理论计算地震荷载.     

高层建筑结构分析的QR法

介绍高层建筑结构分析的ＱＲ法。利用ＱＲ法分析高层建筑结构比有限元法及有限条法都先进，不仅未知量的数目很少，精度高，而且输入简单，计算速度快，可以用微机分析复杂问题。     

高层框筒和筒中筒结构动力特性的简化分析

用连续－离散化方法分析高层建筑筒体结构的动力特性，在导出的等效筒体层间段单元的刚度矩阵中，所采用的位移函数能反映筒体结构的剪力滞后效应，采用筒体的这种等效单元和刚性楼面及结构质量集中于楼面的假定，可使筒体结构的动力特性分析大大简化，与有限单元法比较，具有计算简捷和应用方便的优点，计算表明，该方法具有较高的精度和效率。     

势能增量驻值原理与切线刚度矩阵的解构规则

基于有限位移理论应变能密度函数的定义, 利用Kirchhoff应力张量和Green应变张量, 推出了非线性分析中增量形式的势能驻值公式, 并证明了由势能增量驻值原理得到的增量平衡方程形式与由虚位移原理所得的结果完全一致. 然后, 根据势能增量驻值原理并利用泛函驻值条件, 得到了有限位移分析中T.L格式和U.L格式的切线刚度矩阵的解构规则. 利用该解构规则形成切线刚度矩阵的方法简单、直观, 通过平面梁元例题验证了可利用该方法求得任何单元或结构的切线刚度矩阵.     

基于有限曲条理论弯箱梁桥位移参数的动态Bayes-CG估计

应用Bayes-CG方法,动态地估计了弯箱梁桥位移参数.基于Novozhilov理论,推导了简支弯箱梁桥有限曲条控制方程,利用谐函数的正交性解决了曲条刚度矩阵元素的耦合问题;结合柔度理论,解决了箱横隔板的超静定求解问题;应用Bayes定理,建立了弯箱梁桥位移参数的动态Bayes误差函数,推导了相应的动态Bayes均值和方差表达式.提出步长的一维自动寻优方案后,结合CG法研究了弯箱梁桥位移参数的动态Bayes估计方法,同时给出了弯箱梁桥位移参数具体估计步骤.典型算例分析结果表明:有限曲条元法是分析弯箱梁桥的有效计算方法,所需条元少且计算精度高;Bayes-CG方法能正确地动态估计弯箱梁桥位移参数,且参数先验信息合理时,待估参数稳定地收敛于参数实际值.     

折板结构振动分析的样条子域法

本文把样条子域法应用到折板结构振动分析中,采用三次B样条函数与满足边界条件级数的乘积作为折板的位移函数,应用Hamilton原理建立了折板结构振动分析的样条子域法。与通用有限元法及有限条法相比,本文方法具有精度高,未知量少,程序易于编制等优点。     

基于有限元的空间变截面梁传递矩阵

采用有限元法来推导了空间变截面梁单元的传递矩阵。在推导空间变截面梁单元的刚度矩阵时,在位移列阵中增加了一项位移值:轴向拉压应变,以提高位移插值函数的阶数。并采用高次多项式位移插值函数来推导空间变截面梁单元的刚度矩阵,然后通过矩阵变换得到该梁的传递矩阵。将得到的传递矩阵应用于悬臂梁,计算了悬臂梁的挠度和模态。研究结果表明:该方法可精确计算空间变截面梁的变形,并为联合有限元法和多体系统传递矩阵法求解复杂系统动力学问题提供一个新思路。     

基于有限元的空间变截面梁传递矩阵

采用有限元法来推导了空间变截面梁单元的传递矩阵。在推导空间变截面梁单元的刚度矩阵时,在位移列阵中增加了一项位移值:轴向拉压应变,以提高位移插值函数的阶数。并采用高次多项式位移插值函数来推导空间变截面梁单元的刚度矩阵,然后通过矩阵变换得到该梁的传递矩阵。将得到的传递矩阵应用于悬臂梁,计算了悬臂梁的挠度和模态。研究结果表明:该方法可精确计算空间变截面梁的变形,并为联合有限元法和多体系统传递矩阵法求解复杂系统动力学问题提供一个新思路。     

求解旋转板、壳振动问题的半解析有限元分析

根据小变形弹性理论,用有限棱柱法解决了旋转板、壳自由振动的问题·通过分析旋转板、壳被分成若干个半解析的环形棱柱单元,位移函数采用环向为解析的三角级数而径向和轴向为离散的插值函数,推导出刚度和质量矩阵,计算了板、壳实例,并与实验值作了对比,得到了很好的结果     

有限条分析的混合型弯曲条

本文在有限条分析法[1]中提出混合型弯曲条元,以单元条节线的位移和法向曲率的幅值作为广义位移参数,根据薄板广义变分原理,建立求解未知参数方程组,推导了单元刚度矩阵的最后表达形式,并作了算例和比较。计算表明,混合型条无比文[1]中以节线位移和横向转角(W,■)为位移参数的协调元收敛速率快。     

等截面直角折杆刚度方程的推导及应用

位移法是求解超静定结构的基本方法,文献介绍一般常规位移法基本体系由直杆单元所组成,刚架比较复杂时,基本未知量较多,计算比较麻烦.本文通过对等截面直角折杆刚度方程的推导,使得对某些无侧移复杂刚架应用位移法求解内力工作量得到简化,并通过实例验证了其适用性.     

覆盖位移函数对数值流形方法刚度矩阵的影响

基于数值流形方法的覆盖位移函数理论,从覆盖位移函数对刚度矩阵形成关系的角度出发分析了其对刚度矩阵求解的影响。通过分析可知,刚度矩阵中矩阵元素数值递增速度与覆盖位移函数中绝对坐标x、y相关。并提出一种改进的覆盖位移函数来改善在采用高阶覆盖位移函数情况下刚度矩阵的局部刚度过大的问题,以利于矩阵求解计算。最后通过算例验证了该方法是有效的。     

高层建筑结构分析的有限元—有限条混合方法

在高层建筑结构分析中将有限元与有限条方法结合起来,用三次Ｂ样条函数的线性组合作为位移函数,并构造了广义有限杆单元,解决了有限元有限条混合单元的连接问题,可以进行框架－剪力墙及框支剪力墙等的分析。编制了专用计算程序。工程实例计算表明：计算结果与现有的试验结果吻合较好,计算精度是令人满意的,具有工程实用价值。