弹性地基板单元在ABAQUS中的开发与应用

考虑横向剪切变形的任意四边形八结点弹性地基板单元是将Mindlin中厚板理论和Winkler假定相结合,并考虑地层与结构相互作用提出的。利用通用有限元软件ABAQUS所提供的用户自定义单元(UEL)接口,编制相应的接口程序,将此弹性地基板单元引入ABAQUS中,供其主分析模块调用计算。通过算例对所开发单元进行了验证,结果表明,本文所开发的弹性地基板单元是正确的、可靠的,具有较高的计算精度。同时,所提出的二次开发研究思路具有普遍性,对自定义单元的程序研制具有一定的参考价值。     

弹性地基上框架结构内力计算方法

将框架结构的地基梁单元细分,由弹性力学中的地基沉陷公式求得与细分后梁单元结点相对应的地基柔度矩阵,对柔度矩阵求逆得到地基刚度矩阵,与框架结构刚度矩阵叠加形成总体刚度矩阵;设置虚梁考虑边荷载;通过求解确定地基集中反力为受拉的结点,消除这些结点对地基刚度的贡献,进而考虑地基与地基梁的脱开问题;由梯形分布荷载作用下的梁单元固端剪力系数矩阵,建立由结点处地基集中反力求地基分布反力的关系式,形成了完善的半解析弹性地基上框架结构内力与地基反力求解方法,算例表明该方法有很好的精度。同时通过算例发现,不同地基模型对结构的总沉陷影响较大,但对结构内力、地基反力和沉陷差影响较小。     

浅析弹性地基梁设计模型与计算方法

本文从土的反力模型、基础梁的计算模型出发讨论了几种现今流行的弹性地基梁设计计算方法，并对各种方法做出简要比较，以供工程技术人员设计计算时参考。     

用无网格局部Petrov-Galerkin方法分析Winkler弹性地基板

利用Winkler弹性地基板控制微分方程的等效积分对称弱形式,同时对变量(挠度)采用移动最小二乘近似函数进行插值,研究了无网格局部Petrov-Galerkin方法在弹性地基板弯曲问题中的应用．它不需要任何形式的网格划分,所有的积分都在规则形状的子域及其边界上进行,并用罚因子法施加本质边界条件．数值算例说明,无网格局部Petrov-Galerkin法不但能够求解弹性静力学问题,而且在求解弹性地基板问题时仍具有收敛快、稳定性好和精度高的特点．     

混合配筋预应力混凝土密肋楼盖弹性设计

根据经典弹性薄板理论,建立双向密肋楼盖的力学平衡方程,推导出双向密肋楼盖在x、y方向上的抗弯刚度计算公式,并按正交各向异性板,推导出周边简支混合配筋预应力混凝土双向密肋楼盖的弯矩分配公式,计算结果与数值模拟结果和试验结果吻合较好．     

弹性地基板分析的样条无单元法及其C程序设计

介绍了半空间弹性地基板分析的样条无单元法,列出具体的计算格式及相应的C程序设计算法．该方法适用于不同边界条件的弹性地基薄板在各种荷载作用下的位移及内力计算．计算结果表明,本文方法适应性强、精度较高．用较少的结点就能获得较好的结果．     

弹性抗弯铰模型在管系结构分析中的应用

本文讨论了管道弯头的力学简化模型——弹性抗弯铰在管系结构分析中的应用,给出了考虑结点柔性的直管单元的单元刚度矩阵和等效结点载荷。与传统的弯管单元相比较,文中给出的方法可以减少单元和结点数目,节约计算机内存空间和计算时间,并能得到工程上较为满意的结果。     

虚拟手术中的弹性模型研究

在虚拟手术的模拟中，为带有复杂的生理结构和管道系统的脏器建立弹性模型是一个难点和关键。本文对建立弹性模型的几种可行方法进行了介绍与讨论。     

地基系数法在岩体抗滑桩内力计算中的应用

指出抗滑桩内力计算的传统方法之地基系数法应用于岩体抗滑桩时 ,存在的一些问题 .对此 ,首先根据刚性抗滑桩的受力和变形特性 ,推导了地基系数法计算刚性桩内力的计算公式 ;其次根据弹性抗滑桩的受力和变形特性 ,导出了有限差分格式 ,用以分析弹性桩全桩的内力 .同时 ,采用MATL AB数学软件 ,编写了基于文中所推公式的刚性和弹性抗滑桩内力计算程序 ,可完成全部计算和将计算结果转换成理想的可视化图形 .对于刚性抗滑桩 ,计算结果是精确的 ;对于弹性抗滑桩 ,计算结果的精度优于传统的查表手算法 .计算结果的可视化有助于抗滑桩的结构设计     

混凝土柱侧锚粘贴钢板加固施工注意事项

从结合面处理、配胶、涂胶、粘贴、养护、检验、环境、温度等方面论述了混凝土柱侧锚粘贴钢板加固施工应注意的事项。     

带支撑节点板钢框架梁柱节点抗弯性能分析

研究了带支撑节点板钢框架梁柱节点的抗弯性能.在ABAQUS有限元分析软件中采用C3D8I单元分别建立了6个由端板或双腹板角钢连接的钢框架梁柱节点模型,其中,2个不带支撑节点板,4个带支撑节点板.研究在正、负弯矩作用下支撑节点板对钢框架梁柱节点承载能力、转动刚度的影响,并分析了增设底角钢、端板外伸等措施对带支撑节点板钢框架梁柱节点抗弯性能的影响.分析结果表明,支撑节点板使钢框架梁柱刚度提高,具有了半刚性,明显提高了节点的抗弯性能,增设底角钢和端板外伸有助于提高带支撑节点板钢框架梁柱节点抗弯性能.     

型钢混凝土梁-角钢混凝土柱框架恢复力模型特性研究

采用梁柱纤维模型对型钢混凝土梁-角钢混凝土柱组合框架滞回全过程开展数值仿真研究,并与试验结果对比. 在大量参数分析的基础上,探讨了此类组合框架滞回曲线特点,建立了单层单跨组合框架的荷载-位移恢复力模型,该模型可综合考虑轴压比和预应力度等的影响,能对此类组合框架在水平荷载作用下的滞回性能进行预测,其结果与试验及数值仿真结果一致. 相关研究可为简化结构弹塑性动力分析提供参考.      

装配式钢框架-泡沫混凝土墙板结构力学性能

针对以往组合墙板自重大、刚度低、施工复杂等缺点,提出一种新的组合墙板——装配式钢框架-泡沫混凝土墙板。该墙板内填聚苯乙烯泡沫(expanded polystyrene, EPS)混凝土能与外部钢框架协同受荷,整体刚度及水平承载力高,自重低,同时又具有节能保温、施工操作简便等特点。为了探究组合墙板在单调侧向力作用下的受力变形,通过足尺模型实验和有限元模拟的方法,分析对比了纯钢框架与组合墙板的受荷响应及破坏模式。结果表明,组合墙板的破坏形式为脆性破坏,其极限抗侧承载力约为纯钢框架的3倍,当EPS混凝土板厚与梁柱翼缘宽度相等时承载力最高。     

端部设肋方钢管混凝土框架柱抗震性能分析

提出了一种端部设肋方钢管混凝土框架柱,采取在柱端部区域设置纵向加劲肋的方式避免端部过早地发生局部屈曲,以提高其承载力,改善延性和抗震性能.采用通用非线性有限元软件MSC.Marc建立壳-实体精细有限元分析模型对已有试验进行了非线性有限元分析,有限元分析结果与试验结果吻合良好.在验证了有限元模型合理性的基础上,分析了不同参数条件下端部设肋方钢管混凝土框架柱的力学性能.研究表明,端部加劲肋能够延缓钢管壁的鼓曲,提高柱的承载力,显著改善柱的延性和抗震性能.端部加劲肋的设置长度以柱的1~2倍边长为宜,高度和厚度应满足一定的构造要求,可以通过增大加劲肋的厚度或增加每边加劲肋的设置数量来提高柱的承载力,且后者效果更好.     

火灾下轴向约束钢柱性能的Shanley理论模拟

运用改进的Shanley理论对轴力和弯矩共同作用下的约束钢柱进行分析.在已有的Shanley模型上考虑轴向约束的影响,以铰链的两肢的应变作为基本未知量,考虑升温过程中引起的钢材的塑性变形和轴向温度膨胀,从而较为准确地得到钢柱的轴力-温度变化曲线,最后通过与初始轴力的对比得到钢柱的临界温度.计算结果表明该分析方法与有限元计算结果吻合较好.     

钢框架节点域设计中的承载力分析

介绍国内外对钢框架节点域的研究成果及其规范中有关节点域部分的规定,并根据目前中国结构设计规范提出并推导了节点域两侧梁截面高度不同时,节点域承载力计算公式,为结构工程设计提供借鉴和参考.     

某高层住宅楼加层粘贴钢板加固施工技术研究

介绍了深圳市南山区某16层住宅楼加层,粘贴钢板加固转换层的部分梁、柱的施工技术研究,其中包括：工程概况、施工方案、主要项目的施工方法以及施工过程中的考虑和体会。     

预应力框架中无粘结筋应力增量的弹性分析

提出弹性状态下精确分析无粘结筋应力增量的方法,导出考虑整根梁变形状态的无粘结筋变形计算公式并编制相应的计算程序,用迭代逼近法求解框架中无粘结筋的应力增量.计算结果表明:无粘结筋应力增量显著低于控制截面相应的有粘结筋,它为跨中有粘结筋的40%~60%.     

钢桥墩锚固架受力分析

钢桥塔与混凝土承台的锚固方式中,螺栓锚固式塔基连接受力机理明确、抗弯能力较强.在锚固螺栓底部设置锚固架结构,可进一步提高塔基连接部的抗弯能力.本文结合实际工程,采用杆系板壳实体单元相结合的有限元法建立模型,分析了锚固架结构的传力路径并对关键受力部位进行应力分析,同时进一步分析了选用不同的锚固架槽钢规格对其应力水平的影响.结果表明该锚固架结构安全可靠,可为同类桥梁提供设计参考.