无侧移结构的广义力矩分配法与位移法联合法

在广义力矩分配法的基础上,引入广义转动刚度系数的概念,建立广义力矩分配法和位移法的联合法,求解得到精确的计算结果.首先,在所有未知转角位移刚节点处施加刚臂,计算得到杆端的固端弯矩,释放尽量多的结点,计算得到未分配结点处的不平衡力矩;然后,以未分配结点处的转角位移为基本未知量,建立位移法典型方程,再利用广义力矩分配法计算得到广义转动刚度系数;最后,求解计算典型方程,利用叠加法绘制最终弯矩图.以多跨连续梁和多层框架作为算例,演示联合法的具体计算步骤,并对比分析矩阵位移法、联合法和分层法的计算结果,验证了联合法的准确性和有效性.     

空间结构弹塑性地震反应分析的简化模型与方法

为解决应用模态推覆法计算空间结构弹塑性地震反应时,主振型数量过多、等效单自由度(ESDOF)体系双折线型力-位移关系与实际状况不吻合、结构荷载-节点位移-支座反力对应关系难确定等问题,提出一种简化的静力推覆方法.首先用SRSS方法组合振型节点位移以确定荷载模式,对结构实施静力弹塑性分析;然后采用整体刚度参数及等效质量,建立新的空间结构ESDOF体系;最后用多折线代替双折线表征该体系力-位移关系,基于该体系计算空间结构弹塑性地震反应.对K8单层球面网壳的分析表明:提出的计算模型及方法操作性强、省时;相对于时程分析结果,本方法所求大部分节点位移偏差在35%以内,进入塑性杆件数量偏差仅为7%,分布位置与时程分析结果基本对应.     

洞庭湖区防洪堤坝地震液化判别及加固措施

以洞庭湖区义合金鸡垸的防洪堤坝作为研究背景,利用ABAQUS软件对该防洪堤坝进行动静力分析,为了保证分析计算的准确与效率,对静力计算和动力计算采用不同的土体本构模型,静力计算选用Duncan-Chang模型,动力计算则采用等效黏弹性模型。基于抗液化剪应力法,再结合有限元计算的结果,对湖区堤坝地基的液化情况做出判别。并提出采用表面压重的加固措施,选取不同厚度计算验证,最后确定压重厚度为3.5m时,满足工程安全要求;静力作用下,防洪堤坝应力分布合理,加固后没有造成过大的沉降,而水压力引起的拉应力区域明显减少,向背水方向的水平位移也减小了一半;对加固前后应变较大的几个单元做出液化判别,结果表明,加固后堤坝地基在地震作用下不再发生液化现象。     

湘江特大桥刚构连续梁设计

通过介绍湘江特大桥刚构连续梁结构形式,详细分析了结构构造、静力计算、施工方法、动力分析等,结果表明刚构连续组合桥在特殊条件下能取得较好的应用。     

多分配结点结构的广义力矩分配法

为提高力矩分配法的计算效率和计算精度,在传统力矩分配法的基础上,引入广义分配系数和广义传递系数的概念,建立了广义力矩分配法,从而提高了结构计算效率,且计算结果是精确解.该法首先在所有未知转角位移刚结点处施加刚臂,并计算杆端的固端弯矩,然后同时释放尽量多的非相邻结点,得到尽量少的存在不平衡力矩的结点,再利用广义分配系数和广义传递系数对不平衡力矩进行一次分配传递,从而得到分配弯矩和传递弯矩,进而到最终弯矩.本文最后以连续梁作为算例,对比分析了传统力矩分配法求解结果、位移法求解结果和广义力矩分配法求解结果,验证了本文方法的准确性和有效性.     

不均衡力矩分配法在连续梁自然振动频率计算上的应用

本文提出了等截面连续梁自然振动频率的一种数值解法,它把刚构静力计算中不均衡力矩分配法[1]的两种刚构常数——角变传播系数和修正抗弯刚度的概念,应用在结构动力计算上;同时又模拟了扭转振动自然频率计算中的赫尔采[2](H.Holzer)法。文中举例说明,只需连续梁各跨的动力抗弯刚度和动力传播系数,并且有规则地重复同样的数值运算,就能得出基本频率值以用较高的各频率值,精确度可以达到所需要的程度。     

弹性力学平面问题的综合离散法

本文将综合离散法应用于弹性力学平面问题的静力分析中,提出了选取节点位移模式的基函数的方法.它适用于在小型计算机上解决复杂的工程问题.     

±1100 kV特高压输电塔风振响应频域分析

为研究扭转振型对长横担输电塔振动响应的影响,在考虑风速水平空间相关性的基础上,采用有限元频域方法分析准东—华东±1 100 kV输电工程角钢塔风振响应。首先,对比频域和时域方法得到的节点位移功率谱曲线及节点位移均方根,验证有限元频域方法的准确性;其次,分析弯曲振型、扭转振型及高阶弯曲振型对输电塔节点位移、节点加速度、杆件轴力和基底反力均方根的贡献;最后,在考虑扭转振型贡献的基础上,计算扭转向等效静力风荷载,并对比扭转静力风荷载、规范方法及频域方法得到的杆件轴力。研究结果表明:扭转振型对塔身下部及横担端部节点位移、横担端部节点加速度、塔身斜材轴力及基底反力均方根影响较为明显;高阶弯曲振型对塔身下部节点加速度均方根影响较为明显;与频域方法相比,规范方法得到的主材轴力偏大2.2%左右,斜材轴力偏小16.1%～92.5%,说明规范方法对主材的保证率较高而对斜材的保证率较低;考虑扭转静力风荷载后,主材轴力偏大6%左右,斜材轴力偏大0.1%～15.8%,说明扭转静力风荷载能够在不明显提高主材轴力的基础上有效提高斜材的保证率。在类似长横担输电塔设计中应考虑扭转静力风荷载的影响。     

薄板弯曲的混合型样条有限条元

本文运用简单多项式与三次B 样条函数结合,构造出一种以位移ω和弯矩M_x作为节点参数的混合条元,并对各种典型边界条件下薄板弯曲的静力、振动及稳定问题作了计算,数值结果表明收敛精度较高.     

纵向板-矩形管节点拟静力试验的数值模拟

提出了准确模拟纵向板-矩形管节点拟静力试验的有限元方法。为分析管结构的抗震性能,对纵向板-矩形管节点进行了拟静力试验。对每个试件,裂纹出现在弦管连接表面,沿弦管与节点板的连接焊缝扩展,并导致性能退化及破坏。为模拟钢材的损伤累积及其产生的裂纹扩展,基于混合强化准则和简化的勒迈特损伤模型,建立了自定义本构模型并嵌入ANSYS程序。采用此本构模型对纵向板-矩形管节点的拟静力试验进行数值模拟,计算出的滞回曲线与试验曲线吻合较好。     

大变形弹塑性梁的刚 柔耦合动力学特性

研究了大变形弹塑性梁的刚 柔耦合动力学特性.从弹塑性梁的非线性本构关系和非线性应变 位移关系出发,给出了曲率的精确表达式;基于绝对节点坐标法,用虚功原理建立了大变形弹塑性梁的动力学变分方程;用有限元法对梁进行离散,建立了大变形弹塑性梁的刚 柔耦合动力学方程.对重力作用下的柔性单摆进行数值仿真.结果表明,弹塑性梁的横向变形呈现平均值大和振幅衰减的特征,计算结果较基于小变形理论的一次近似模型稳定,适用于大变形问题.
     

露天-地下联合开采中洞室群动力响应分析

利用FLAC3D软件模拟了露天爆破荷载作用下地下洞室群的动态响应.采用IDTS3850测试仪实测爆破振动数据,利用萨道夫斯基经验公式计算在最大装药量和最短爆心距情况下的爆破振动参数;将速度时程转换为应力时程,并利用FLAC3D内置的Fish函数,通过在边界节点或内部节点上输入动力荷载时程来实现动力加载,然后从塑性区、位移和应力方面对动力模拟和静力分析结果进行比较,得出动力荷载对洞室群稳定性的影响状况.研究表明:爆破振动会加大洞室群的竖直位移,尤其是洞室间交叉区域的位移;施加动力荷载后,对静力作用下所产生的应力集中有一定的卸荷作用,还会增大洞室壁的片帮,但不会使洞室群整体破坏.     

不可压缩材料有限元分析中的广义位移方法

在不可压缩材料的有限元分析中．节点位移不完全是独立的．本文通过平面三角 形网络系统的拓扑分析，对于平面问题，予先满足材料不可压缩条件，并且利用运动 学的分析，建立了一个以节点广义位移表示瑞利——李兹法广义座标的系统位移模式， 排除了非独立自由度．因而在相当程度上节省了计算工作量，从本质上完全解决了结 构方程的病态问题。文中还给出了计算例题的程序计算结果。     

US-FE-LSPIM四边形单元的静力和强迫振动分析

US-FE-LSPIM四边形单元由使用不同的形函数作试函数和检验函数而构成。传统的四节点等参形函数作检验函数,用于满足单元内和单元间的位移连续条件。FE-LSPIM四边形单元的形函数作试函数,用于满足所有的位移完备性条件。与FE-LSPIM四边形单元相比,该单元不需要通过使用罚函数法或拉格朗日乘子法使得整段边界满足位移边界条件。应用其分析静力和强迫振动问题。典型算例表明,对于静力和强迫振动问题,该单元在稀疏和畸变的网格时具有较高的精度,优于四边形Q4单元和QM6单元。     

自由振动矩形薄板动力响应的DQ空-时半解析法

对矩形薄板自由振动的动力响应问题提出了DQ半解析法,该方法针对矩形薄板的线性振动控制微分方程,在空间域采用DQ法(differential quadrature method,DQ),在时间域取级数,采用时域配点的方法,得到求解以板各节点动力响应位移场为全部待定参数的线性方程组,只需一次求解该方程组即可得到各节点的动力响应位移场,再由高阶Lagrange插值得到全域内的动力响应位移场.结果表明,该方法具有很好的精度和计算效率.     

位移法计算新解

用位移法计算超静定结构,在结构力学中占有极为重要的地位。能否熟练掌握用位移法分析超静定结构的计算原理,对以后学习其它以位移法为基础的各种变体方法(如力矩分配法、迭代法等),及电子计算机计算结构所常用的直接刚度法有较大的影响。     

大、中型水电站厂房构架柱顶位移计算的探讨

选取厂房平面一榀横向构架作为计算单元,采用结构力学中力法和剪力分配法进行排架柱顶侧向位移计算,验证厂房构排柱截面尺寸选取的合理性。     

基于整体刚度参数的空间结构模态推覆分析

由于空间结构具有三维受力特性,用静力推覆方法计算其地震反应存在如下问题,结构代表性节点荷载-位移关系难以选择、结构荷载-节点位移-支座反力之间的对应关系不够直观、结构能力曲线难以确定.利用振型形态确定荷载模式,对空间结构进行静力弹塑性分析;引入结构整体刚度参数,得出不依赖于支座反力变量的各主要模态的等效单自由度(ESDOF)体系力-位移关系;结合模态周期值,确定ESDOF体系等效质量,并将该体系应用于模态推覆分析.数值算例分析结果表明,基于整体刚度参数的模态推覆分析方法可避免空间结构能力曲线难确定的问题,计算耗时仅为时程分析方法的10%,沿地震输入方向计算得到的结构节点位移结果相对时程分析结果的平均误差为28%.     

带刚臂的平面抛物线索元精细几何非线性分析

为解决应用抛物线索元进行索结构几何非线性分析时锚固点的刚性连接问题,在参考已有研究的基础上,进行了带刚臂的平面抛物线索元研究。将锚固点的刚性连接视为刚臂,根据受力后刚臂两端节点力之间和位移之间全量和增量的关系,利用微分方法导出两端带任意刚臂的平面抛物线索元切线刚度矩阵显式表达式;同时给出了考虑温度变化的节点力计算方法,提供了详细的计算步骤;编制了相应的几何非线性计算程序,对经典大垂度单索、带刚臂的平面桁架和索梁混合结构进行了几何非线性分析。研究结果表明:相对于已有文献方法,该算法具有同样的计算精度,且在计算效率及求解问题的非线性程度上有较大的优势,为索结构进行几何非线性精细分析提供了有力工具。     

塔架的静力和振动计算

本文介绍用矩阵位移法计算具有各种腹杆形式的塔架在风力下和在地震作用下的内力、位移和转角,以及塔架的自振周期和振型。节点坐标、节点外力、节点和杆件编号均采用自动形成方式,以减少输入数据。此外,在程序中应用有效的计算方法以节约计算时间和存储量。