变截面框架结构分析

本文推导了变截面杆件的单元刚度及荷载作用下的固端力．用有限元法编制了电算程 序，可用于变截面框架结构计算．     

巨型框架结构的静力弹塑性分析研究

针对以钢骨混凝土桁架为主框架梁的角筒式巨型框架结构的具体特点,通过静力弹塑性分析及与振动台试验结果的对比,主要对巨型框架结构的静力弹塑性分析中模型的建立、不同水平加载方式的影响、巨型框架结构的出铰次序和位置、结构侧移、主要杆件内力及谱分析进行了探讨和研究．结论表明,巨型框架结构的整体抗震性能较普通框剪结构有较大提高;杆系模型静力弹塑性分析可较好地模拟出巨型框架结构中塑性铰出现的次序和位置、结构主要杆件内力以及基底剪力与控制点位移的相互关系;应注意加强桁架层上下层的抗剪延性措施．     

圆柱面螺旋线杆件(螺旋楼梯)空间刚度、内力及变形的计算

本文利用Castigliano氏定理推导出圆柱面螺旋线杆件的空间刚度,井针对建筑中螺旋楼梯常见的荷载求出杆件内力及变形。排有计算机计算程序,可用于框架的空间计算。附有螺旋楼梯单杆计算例。     

装配式结构位移法分析中半刚性约束杆单元

为研究装配式半刚性钢框架结构的内力和变形,在各类理想约束杆转角位移方程和固端力计算公式基础上,根据半刚性节点刚度进行修正,得到各种半刚性约束等截面杆的转角位移方程、固端力计算公式、杆端转动刚度和传递系数等,并通过算例对半刚性钢框架结构进行计算,计算结果表明:节点刚度对结构内力和变形有着较大的影响,当半刚性节点刚度和柱线刚度比达到一定数值后,计算结果趋于平稳,说明当半刚性达到一定范围后可按照全刚性进行计算。     

空间杆系结构的有限单元法(位移法)及其在造型机框架的变位与内力分析中的应用

1975年,为某汽车制造厂完成了铸工震压式造型机框架的刚度核算任务,满足了生产上的需要。本文是该项工作的业务小结。本文简介空间杆系结构的有限单元法(位移法),提供杆件单元刚度矩阵的一般形式、结构总刚度矩阵的组集原理、位移边界条件的简便处理及求杆件内力的通用公式;并用自编的通用程序计算造型机空间框架的变位与内力,算例是在某单位“DJS—14”机上进行的。     

桥梁桩基础等刚度模拟法浅论

根据结构物内力按刚度分配的原理．提出了用刚度与桥梁桩基础相等的杆件来替代桥梁桩基础的等刚度模拟法。为在进行带桩基础的桥梁结构整体分析时．合理、简明处理桩基础提供了一种新的思路。     

钢筋混凝土螺旋楼梯按空间工作的结构计算图表化研究

本文在《园柱面螺旋线杆件(螺旋楼梯)空间刚度、内力及变形的计算》及《曲梁的空间刚度及内力计算》二文的基础上,对螺旋楼梯结构按空间计算的经济截面设计,进行了研究和探讨,目的是使这种空间结构,在设计上既能满足观瞻要求、刚度和变形要求,又能做到经济上合理,设计上方便、简捷与实用。附有螺旋楼梯梯段利用图表设计的实例。     

框架梁计算刚度合理取值的研究

建立了36个不同开间、进深、板厚、梁截面的单层框架模型。然后对这些模型分别用ANSYSY软件和SATWE软件进行框架结构的弹性计算。对SATWE计算中的每组不同的中梁和边梁刚度放大系数取出他们的内力值与ANSYS的内力结果进行比较。从而得到合理的中梁和边梁刚度放大系数的值。     

框架结构的非线性地震反应分析

本文根据试验结果,提出一种四线型、刚度退化、超前指向的恢复力计算模型,它可适用于多种不同类型的构件:并提出考虑塑性区分布长度的“分段变刚度”杆件体系力学模型。对唐山地震时例塌的两个钢筋混凝土框架结构进行了非线性地震反应分析,计算结果与震害一致。最后分析了影响框架结构非线性地震反应的几个因素。     

基于虚功原理索杆张力结构强度优化形状分析

为了提高索杆张力结构的刚度和减小结构受力,在结构杆件中引入作动器,主动调整杆件的长度,改变结构的形状.在荷载态下,将作动器主动工作产生的杆件内力改变量视为结构独立自应力模态的线性组合,根据虚功原理及变形协调关系建立了节点位移向量、杆件内力向量与作动器主动调整量之间的迭代关系.同时,以杆件受力最小为目标,构造了结构形状优化模型并编制了相应的求解程序.算例分析表明:结构所有杆件均布设作动器的效果与仅在索中布设作动器的效果相同,均可以实现既提高结构刚度、又改善结构受力的目的;仅在杆中布设作动器调节杆长来提高结构刚度的代价是增大杆件的内力.通过有限元方法与本文方法对算例求解结果的对比分析,发现两者符合较好,验证了本文方法的正确性.     

基于刚度退化和纤维单元的RC构件损伤模型

为了评估钢筋混凝土(RC)构件的损伤状态,在Maltab中建立了基于刚度退化和纤维梁柱单元的损伤模型.首先在OpenSees中建立基于纤维梁柱单元的构件、结构数值分析模型,将分析模型所得到的纤维应力、应变值导入在Matlab中所建立的损伤模型,并计算纤维、截面、构件的损伤值.所建立的损伤模型使用再加载刚度退化定义混凝土纤维的损伤,使用低周疲劳准则定义钢筋纤维的损伤,使用塑性应变定义预应力筋的损伤,并分别使用截面抗弯刚度退化、杆端抗弯刚度退化评估截面、构件的损伤.最后,选取循环荷载作用下的一榀预应力混凝土框架结构试验,对所建立损伤模型的适用性进行验证.结果表明:该损伤模型不仅可以准确地预测构件的损伤状态,而且可通过刚度组装和静力凝聚方法在各层次损伤指数间建立紧密的联系.此外,所建立的损伤模型将来可被嵌入OpenSees,直接实现针对混凝土构件和结构的损伤评估.     

变截面梁柱刚度方程的近似解

取变截面梁柱单元的挠度函数w为五次多项式 ,用最小势能原理解w及梁柱的刚度系数 .通过对截面按幂函数变化的梁柱的计算与由Bessel函数的准确解的比较 ,检验了近似解的适用性 .计算结果表明 ,当I0 /i<1 0及P/Pcr<2 (Pcr为杆件的临界荷载 )时近似解有较高的精度 .对可视为拟变截面梁柱的弹塑性梁柱 ,可以推断本近似解也适用 .     

典型局部钢框架结构变形机理分析

为了研究钢框架弹性变形与柱、梁变形之间的一般规律,以常见的钢框架结构中的柱、梁连接处十字形局部框架作为分析模型,以柱梁刚度比、楼层高跨比、梁柱截面高度比以及H型截面构件任一侧翼缘与腹板的截面积比等为主要研究参数,通过受力与变形分析,探讨了典型局部钢框架的力学机理。结果表明:局部框架变形中,柱变形与总变形比值,随柱梁刚度比和梁柱截面高度比的增大而减小;随着框架楼层高跨比的增大而增大;而梁变形与总变形比值,随柱梁刚度比和梁柱截面高度比的增大而增大;随着框架楼层高跨比的增大而减小;柱为H型截面时柱变形与总变形比值有增大的趋势。     

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。     

端板连接组合节点初始转动刚度分析

利用欧洲规范3与欧洲规范4介绍的组件法思想,针对已有的端板连接组合节点初始转动刚度分析方法的不足,提出了端板连接组合节点负弯矩作用下节点初始转动刚度的详细计算步骤;考虑板内纵筋与剪力栓钉竖向位置的不同及桩腹板加劲肋的影响,给出了初始转动刚度组件法分析模型.将分析结果与试验结果进行了比较验证,结果表明该分析方法精度较好,能够用于工程设计中对该类节点初始转动刚度的预测.     

无侧移半刚性连接钢框架柱的计算长度系数

根据梁柱理论建立半刚性连接梁柱的转角位移方程，在梁端弯矩中考虑半刚性特性，再将横梁对柱的约束弯矩按柱的线刚度之比分配给柱。计算模型采用三柱模型，应用位移法建立无侧移半刚性连接钢框架柱计算长度系数的公式。该计算公式的形式回归到刚性钢框架柱计算长度系数公式，其计算长度系数表与刚性框架柱计算长度系数完全相同，使用方便。     

有侧移半刚性连接钢框架柱计算长度的研究

基于钢框架稳定设计中柱计算长度的概念,本文采用三柱框架结构计算模型,通过考虑连接的非线性弯矩-转角关系,建立梁柱的有侧移半刚性连接转角位移方程,将横梁对柱子的约束弯矩按柱子的线刚度之比分配给柱;然后通过引入梁柱线刚度比修正系数的计算方法,推导了有侧移半刚性钢框架柱计算长度系数方程式,并研究了在梁-柱半刚性连接下柱的计算长度系数取值问题.本文得到的半刚性连接的柱计算长度系数公式与《钢结构设计规范》(GB50017-2003)中的刚性钢框架柱计算长度系数形式相同.算例结果表明:考虑半刚性影响后,柱的有效长度系数增大7%以上,此类钢框架计算时应考虑梁柱节点半刚性的影响.本文计算方法简捷方便,便于工程实际应用.     

钢筋砼异形柱在不同加载方向的受力性能分析

采用基于有限单元柔度法的纤维模型梁柱单元对不同轴压比的钢筋混凝土异形柱在不同加载方向下的受力性能进行模拟分析,并分别从承载力、刚度及延性3个方面进行比较,从而为异形柱的受力性能分析及抗震设计提供参考依据.结果表明,L形和T形柱在不同方向上的承载力、刚度及延性相差较大,而十形柱在不同方向上的承载力、刚度及延性则比较接近.     

钢纤维增强高强钢筋混凝土梁柱节点抗震性能试验研究

为研究配置HRB600高强钢筋钢纤维整体增强混凝土梁柱节点的抗震性能和核心区受剪承载力,进行10个梁柱节点的拟静力试验,研究轴压比、剪压比、配箍率、混凝土种类和钢纤维混凝土的增强范围等对配置HRB600钢筋混凝土梁柱节点抗震性能指标的影响.结果表明:钢纤维整体/局部增强的HRB600钢筋混凝土梁柱节点的滞回曲线更饱满,刚度退化速率更慢,耗能更高.钢纤维混凝土能够显著改善试件的破坏形态,减轻节点的累积损伤.采用《建筑抗震设计规范》计算HRB600高强钢筋钢纤维混凝土梁柱节点的受剪承载力时,对于配箍率较低的节点较为保守,对于配箍率较高的节点的计算结果更接近于试验值.美国ACI 352—02规范比中国《建筑抗震设计规范》的受剪承载力计算值的安全储备高.     

弹塑性梁柱非线性分析的变截面法

在偏心受压梁柱M.P-ψ(弯矩一轴力一曲率)关系的基础上，分析了从弹性到塑性状态时梁柱截面刚度的变化规律，建立了弹塑性梁柱非线性分析的变截面法，即采用幂函数模拟塑性梁柱截面惯性矩变化规律。应用此法可将梁柱的非线性问题转化为几何非线性问题。用本方法对实际算例的分析结果与已有的解析法结果相符。此方法为进一步研究梁柱的非线性行为提供了一种新的思路。