树状结构空间四分叉铸钢节点抗弯极限承载力分析

用ANSYS有限元分析方法分析了树状结构空间四分叉铸钢节点在弯矩作用下的塑性区扩展过程及几何因素对抗弯极限承载力的影响,并在此基础上拟合出该类节点的抗弯极限承载力公式.结果表明:在弯矩作用下,节点首先在相邻分管相交界限处进入塑性,此后分管受拉较大一侧靠近节点核心区的部位进入塑性,两处塑性区随荷载增大而扩展,最终相互连接,节点核心区屈服,达到承载力极限;主分管之间夹角对节点抗弯极限承载力的影响不大,但主管径厚比对节点抗弯极限承载力的影响较大;节点承载力随分管与主管壁厚比的增大呈近乎线性增大;节点抗弯极限承载力随分管与主管外径比的增大而增大;承载力随主分管倒角半径的增大而增大,随分管外壁倒角半径的增大而增大,随分管内壁倒角半径的增大而先增大后减小.     

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.     

广州新体育馆大型钢板节点极限承载力分析

文中利用有限元分析软件ANSYS对广州市新体育馆辐射桁架大型钢板支座节点进行了弹塑性大挠度分析，获得了受荷时的塑性区分布规律及极限承载力，这些计算结果为验证节点构造的合理性，对补充和修改设计提供了理论依据。     

游泳馆钢-木混合结构的体系选型和关键设计问题

崇明游泳馆采用钢?胶合木混合网壳结构。通过对胶合木力学特性和游泳馆结构静力的分析，计算屋面网壳结构钢和胶合木的合理应用范围。讨论了钢夹板木结构连接节点刚度对结构整体刚度的影响，并通过节点试验得到了节点的实际刚度。参考《空间网格结构技术规程》中关于网壳结构的稳定性分析和极限承载力的计算方法，考虑木材的材质缺陷和无塑性发展能力，钢?木混合网壳结构的弹塑性极限承载力安全系数建议取4.2。     

核电厂严重事故下预应力混凝土安全壳极限承载力分析

安全壳作为反应堆和环境之间的实体屏障,需要在各种事故工况下能够防止或缓解放射性物质向环境的释放,其中严重事故下的极限承载能力是衡量安全壳完整性的重要指标。通过构建预应力混凝土安全壳结构模型,分别考虑材料本构模型、预应力损失和严重事故下的温度压力效应,对不同内压载荷下安全壳的结构特性进行非线性有限元分析计算,并结合失效准则,研究安全壳极限承载力的确定方法。结果表明：安全壳极限承载力由设备闸门附近区域的应力水平控制,当内压增大到0.96MPa时,安全壳筒壁混凝土全截面达到抗拉强度,大部分混凝土退出工作,当内压增大到1.21MPa时,设备闸门附近的钢衬里出现一定的屈服,安全壳达到承载力极限状态。     

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。     

多层及高层钢刚架的弹塑性稳定

本文研究的对象是多层及高层无支撑平面钢刚架,稍作修改后也可用于其它结构形式。在对杆中弹塑性区作出合理假定后,运用贝塞尔函数和子结构方法,推出了弹塑性杆单元的切线刚度矩阵,进而得到二阶弹塑性分析法。经和本文的试验结果比较,说明本文提出的理论是正确的。本文还对P-△效应、塑性区和残余应力等因素的影响进行了讨论,对有效长度法进行了评价。最后,提出了求解刚架极限承载力的简化计算方法。     

文克勒地基板极限承载力的弹塑解

将圆形均布荷载作用下的文克勒地基板出现环状裂缝时的板划分为二个区域,环内屈服区仍采用刚塑性假设,而环外弹性区采用线弹性假设,进而推导得到了文克勒地基上板极限承载力的弹塑性解,其中,环状裂缝出现位置由板承载力最小化条件求出,从而弥补了现有刚塑性理论解中不能确定环状裂缝出现位置的缺陷,使理论解更完备且具有良好的拓展性.分析结果表明,梅依尔霍夫的地基板承载力的解偏大且在圆形均布荷载相对半径ρa=2.925时发散,在ρa=0.09~0.70范围时,梅氏解偏大6%~10%.最后,为简便使用给出了弹塑性解的板极限承载力系数φE回归式.     

钢管混凝土拱桥弹塑性极限承载力分析的截面内力塑性系数法

结合钢管混凝土的本构关系模型,基于修正的拉格朗日列式单元增量平衡方程,采用单元节点截面内力塑性系数法建立了钢管混凝土空间拱单元弹塑性刚度矩阵,按当前刚度参数法对材料非线性与几何非线性进行分析,研究了钢管混凝土拱桥空间弹塑性稳定极限承载力非线性分析方法;采用初始内力法考虑阶段间体系转换及弹性内力的传递,计算分析了益阳资江三桥主孔钢管拱桥施工阶段及成桥使用阶段空间弹塑性稳定极限承载力,探讨了仅考虑几何非线性稳定安全系数与弹塑性稳定安全系数之间的区别.研究结果表明:几组钢管混凝土轴心受压构件和偏心受压构件弹塑性稳定极限承载力与试验结果较接近,验证了本文方法与程序正确、可靠;对于钢管混凝土拱桥,弹塑性稳定极限承载力比仅考虑几何非线性的弹性失稳临界力要小,必须考虑弹塑性对稳定安全系数的影响.     

大跨径拱桥极限承载力

针对大跨径拱桥具有比弹性理论方法计算出的结果高得多的承载力问题,在分析拱桥极限承载力常用方法的基础上,根据拱桥结构具有形成"四铰"所必须的塑性条件,在达到四铰破坏以前,结构满足纵向和横向的压屈稳定条件,拱轴截面受压区极限应力图形可换算为矩形应力图形等基本假定,以四铰破坏为条件,推导出逐次逼近法计算大跨径拱桥的承载力计算公式,为大跨径拱桥的设计与施工提供了一定的理论依据。     

H形截面钢构件绕弱轴抗弯承载力

对H形截面钢构件绕弱轴弯曲的性能进行研究,考虑了抗弯承载力与板件宽厚比之间的关系.基于经实验校准的非线性有限元模型,模拟了不同翼缘和腹板宽厚比组配的H形截面钢构件绕弱轴弯曲的全过程,并对破坏模式进行了机理分析.研究发现,对于工程中常用的H形截面钢构件,极限前性能主要由翼缘宽厚比决定;极限后翼缘和腹板之间存在显著的相关作用.最后,给出了绕弱轴弯曲时可达到塑性抗弯能力的H形截面钢构件宽厚比上限值,并提出了有效塑性宽度计算法计算H形截面钢构件绕弱轴弯曲的极限抗弯承载力.     

圆形钢套管加固混凝土柱的极限承载力

进行了33个圆形钢套管加固钢筋混凝土柱在轴心及偏心受压下的试验,研究不同初始轴压比、加固用钢套管厚度、长细比和偏心率下被加固柱的力学性能.研究结果表明,被加固柱的力学性能得到明显的改善,被加固柱的极限承载力随着长细比和偏心率的增加而降低,而初始轴压比对极限承载力的影响可以忽略.在试验结果的基础上,提出了圆形钢套管加固钢筋混凝土柱极限承载力计算的实用公式,极限承载力的计算结果和试验结果吻合良好.     

Y型方圆相贯节点数值模拟试验分析

文章运用Nastran对Y型方圆相贯管节点进行系统的弹塑性大挠度数值模拟试验分析,了解各加载阶段相贯节点的位移变化、应力分布及整个加载过程塑性区的开展情况,考查了相贯节点的破坏形式,引入正交试验设计的相关理论对Y型方圆相贯节点进行定量分析,得到极限承载力与几何参数的变化规律,为工程设计人员提供参考依据。     

钢筋混凝土板极限承载力的塑性力学分析法

通过对钢筋混凝土板破坏特征的分析,介绍了钢筋混凝土板极限承载力的塑性力学计算方法。     

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。     

考虑杆件初弯曲的单层球面网壳稳定性能

基于通用有限元软件ANSYS及自编的前后处理程序,针对是否考虑杆件初弯曲的单层球面网壳结构进行对比分析.采用随机缺陷模态法进行了考虑杆件初弯曲的2800余例K8型单层球面网壳的弹塑性荷载-位移全过程分析,掌握了弯曲角度、幅值随机变量对网壳稳定性能的影响规律.论证了一致缺陷模态法和特征缺陷模态法计算杆件初弯曲对网壳极限承载力影响的适用性.提出了适用于计算考虑杆件初弯曲影响的网壳极限承载力修正的一致缺陷模态法.采用修正的一致缺陷模态法进行了300余例考虑杆件初弯曲的K8型单层球面网壳的弹塑性全过程分析.结果显示:采用修正的一致缺陷模态法可以计算考虑杆件初弯曲的单层球面网壳极限承载力的最小值.杆件初弯曲能够降低单层球面网壳的极限承载力,并改变其屈曲模态和塑性发展分布.当最大允许初弯曲为杆件长度的1/1 000时,网壳极限承载力最大下降5%以上;当最大允许初弯曲为杆件长度的2/1 000时,网壳极限承载力最大下降10%以上.     

无黏结预应力混凝土桥墩极限抗弯承载力研究

推导了无黏结预应力混凝土桥墩的抗弯极限承载力的计算公式,分析了极限承载力与预应力钢筋面积、普通钢筋面积和混凝土强度等影响因素的关系.基于塑性铰法,对无黏结预应力混凝土桥墩的抗弯极限承载力进行研究,分析了各因素对抗弯极限承载力的影响.结果表明,增大普通钢筋面积和混凝土强度可以提高抗弯极限承载力;极限弯矩随着预应力钢筋的增多,先增大后减小.因此,对于预应力混凝土桥墩,增大普通钢筋配筋率对提高极限抗弯承载力最有效,但要控制预应力钢筋的数量.     

隧道开挖引起的单桩竖向极限承载力变化研究

城市隧道开挖不可避免导致建筑物基桩承载力的变化.本文利用ANSYS建立弹塑性有限元模型,在考虑桩端位于隧洞水平轴线上方、与隧洞水平轴线平齐、位于隧洞水平轴线以下3种情况及桩洞相对位置不同的情况下,对开挖后单桩竖向极限承载力变化进行了数值研究,数值仿真实验结果表明：在桩洞相对水平距离一定的情况下,当桩端与隧道水平轴线平齐时,承载力变化率最大,属较危险桩长;当桩洞相对水平距离在1.5倍隧洞直径与2倍隧洞直径之间时,单桩竖向极限承载力变化率最大,属承载力变化敏感区.     

网架螺栓球节点锥头的极限承载力和简化公式

采用轴对称等参有限元对网架螺栓球节点锥头进行弹塑性应力分析，文中不仅给出了锥头在荷载增加过程中塑性区发展的工作形态，而且给出了锥塑性区贯穿时的极限承载力。同时，总结出锥头在承载过程中应力－应变弹塑性发展规律，在此基础上，利用回归分析推导出锥头强度简化公式。     

2008奥运乒乓馆预应力钢屋盖非线性分析与研究

作为杂交张拉结构的一个实例，介绍了奥运会乒乓球馆——北京大学体育馆，大跨度预应力桁架壳体的结构非线性分析的基本理论与分析方法．包括单元选取、初始态预应力度的确定、非线性屈曲分析及整个屋盖的弹塑性极限承载力分析．其中屋盖的极限承载力分析采用弹塑性非线性有限元进行分析，并同时考虑几何非线性和滑动支座滑动引起支承条件的非线性变化．有限元分析结果表明，屋盖的极限承载力取决于支座立柱、中央刚性环和屋盖支撑的强度和刚度．该分析方法和结论可供类似结构的分析、设计参考．