地震作用下桩-土-结构相互作用的分析

本文基于集中质量法,将桩周围土体简化为弹簧和阻尼器,用大型商用软件ANSYS对一六层框架结构进行有限元建模。建立了两种简化模型：刚性基础模型和考虑桩-土-结构相互作用模型,并分别对两种模型进行了时程分析。计算分析表明,桩土结构相互作用对系统的地震时程反应有一定影响。其结论为可为工程设计提供参考。     

桩-土-上部结构相互作用体系的非线性地震反应分析

本文采用双线性等向硬化模型考虑结构的非线性,并用Drucker-Prager理想弹塑性模型模拟土的非线性,同时在桩-土接触面上设置接触单元模拟桩-土间的非线性,建立了一个桩-土-上部结构相互作用体系的有限元分析模型,对不同的建筑场地条件下桩-土-上部结构相互作用体系的地震响应进行了探讨,分析了结构的内力以及变形分布情况,得到了一些有应用价值的结论．     

超长桩荷载传递机理有限元分析

在对试桩实测资料进行分析的基础上,采用数值分析方法,研究了深厚软土地区单桩在竖向荷载作用下由短桩至超长桩随桩长增加时的荷载传递性状.结果表明:非嵌岩超长桩Q-s曲线仍可能发生陡降;由于超长桩的桩身压缩量较大,超长桩侧阻与端阻不同步发挥的现象较桩长不大时显著得多,极限荷载和承载力特征值下的端阻比通常均小于10%;在工作荷载下,短桩过渡到超长桩时,轴力主要承担部分由桩身下部逐渐转为桩身中上部,侧阻由三角形分布转为单驼峰分布;超长桩沉降计算中将侧阻简化为三角形分布可能会导致较大的计算误差.     

桩与土相互作用非线性有限元分析

以某工程实例为背景，采用非线性有限元法对桩与土的相互作用进行应力、位移变形和稳定分析，并考虑土的非线性及边坡的滑移可能出现的大变形，材料屈服采用Drucker-Prager屈服准则，并提出了适用于工程实际的简化计算及等效模型。     

水泥搅拌桩有限元-无穷元耦合分析

通过轴对称有限元－无穷元耦合分析,研究了水泥搅拌桩单桩,基础－单桩以及基础砂垫层－单桩的荷载传递规律,分析结果表明,就沿桩身向下传递荷载的能力来说,水泥搅拌桩存在临界桩长,随桩土模量比的提高,有效桩长增大,在桩身上部桩土之间可以产生相对滑移,产生相对滑移的深度与桩土模量比有关,砂垫层虽然增大桩间土分担比,但同时也降低了桩顶反力,不必考虑常规厚度的砂垫层可能带来的负摩阻力。     

土-桩-结构线性动力相互作用简化分析

建立了简谐剪切地震波激励下三维土桩结构线性耦合体系简化分析模型,桩和结构均被简化为一简单梁模型;对耦合体系桩承台对基岩运动的放大效应进行了求解,此放大效应反映了耦合体系的动力相互作用.通过算例讨论了结构高度、刚度和质量、土层厚度和刚度以及桩刚度对耦合体系放大效应和固有频率的影响,结果表明:耦合体系的固有频率随结构高度、质量或土厚度的增加而减小,随结构刚度或土刚度的增大而增大.结构高度、刚度和质量以及土层厚度、刚度对耦合体系放大效应的影响无简单规律可循,而桩刚度对其影响不大.在与自由场地表面对基岩运动放大效应的比较中可知,在某些桩基结构的动力分析和设计中耦合体系动力相互作用不应忽略.这为进行土桩结构动力相互作用详细数值分析和试验研究建立了初步认识.     

减沉桩与土相互作用机理的工程实例与有限元分析

以现场实验为基础,开发了二维弹性有限元程序,用于模拟桩土复合地基的工作过程,对桩土应力随荷载变化、桩土共同作用机理、桩土荷载分担比的变化过程及褥垫层的作用进行了分析,得出了的结论可用于指导工程实践。     

桩-土-结构相互作用研究综述及展望

鉴于桩-土-结构相互作用对结构物的动力特性及地震响应的影响,对国内外桩-土-结构相互作用研究历史和现状进行了总结。介绍了国内外桩-土-结构相互作用的四大类研究方法:震害调查、数值方法、理论分析方法和试验方法,并分析了各优缺点及存在的主要问题。最后指出接触面本构模型的完善、计算方法的改进、数值分析与试验相结合、震害调查和原型观测资料的收集、空间分析模型研究是桩-土-结构相互作用问题研究的发展方向。     

桩-土-结构体系动力相互作用的试验研究

采用挤扩支盘桩-土-结构体系进行振动台模型试验,以了解在地震动激励下该体系的抗震性能以及支盘桩对结构体系的抗拉、抗压及抗扭曲的作用．在试验的基础上,对该体系的基频、阻尼比、振型、最大位移、结构顶层加速度反应以及破坏特征进行了计算和分析．结果表明,相互作用体系对结构动力特性和结构地震反应均有较大的影响,结构的破坏形式与基础形式、土层性质等因素有关,支盘桩对地震的阻抗性能有了初步的显示．     

土-桩-结构动力相互作用理论研究综述

对地震下土-桩-结构相互作用的这一热点问题的理论研究作了系统总结．总结了土-桩-结构动力相互作用研究的发展过程,讨论了各种研究方法的特点及其适用范围,并针对某些理论研究思路及现状加以评述,可供此领域的研究工作者参考．     

垫片型式对螺栓交互作用影响有限元分析

垫片作为法兰长期密封的关键,其型式上的不同会对螺栓间的弹性交互作用产生重大影响。选用石墨金属缠绕式垫片和聚四氟乙烯垫片,采用有限元数值模拟方法,研究顺次、交叉加载方式下垫片内径为100 mm、110 mm、120 mm、134 mm时螺栓间的弹性交互作用规律。建立DN100 PN40法兰实验装置;并验证了模型的准确性。模拟结果表明,随着垫片内径的不断增大,螺栓载荷会发生明显变化,某些螺栓所受弹性交互正、负作用类型会发生转变,弹性交互正、负作用强度会逐渐降低;相较于石墨金属缠绕式垫片,聚四氟乙烯垫片引起的螺栓载荷波动和弹性交互正、负作用强度波动更为剧烈。在两种垫片都适用的工况下,采用顺次加载、内径较大的石墨金属缠绕式垫片能达到更好的密封效果。     

水平循环荷载下桩土相互作用试验研究

对水平循环荷载下桩土相互作用进行了试验研究,并对试验结果进行分析,着重探讨了水平循环荷载下加载频率、循环次数对桩土相互作用的影响,其成果可供有关工程研究和应用参考。     

群桩横向非线性力学响应的三维有限元数值模拟

利用有限元软件ANSYS,针对群桩横向力学响应问题,进行了三维有限元数值模拟.计算模型中,考虑了土体的材料非线性、桩-土界面状态非线性等因素,对群桩横向力学响应的影响.通过算例分析,验证了模型的正确性.在此基础上,进一步研究了群桩-土横向相互作用的非线性特性,计算结果对于桩基础的分析和设计,有较好的参考价值.     

平整机牌坊有限元分析

借助有限元分析软件Ansys对平整机牌坊进行弹塑性力学结构分析,得出了在平整过程中牌坊的变形情况与载荷分布等分析结果.通过工程力学的方法对平整机牌坊进行理论计算,并与Ansys分析结果进行比较与分析,完成了牌坊的优化设计.     

曲轴三维有限元模型节点载荷信息的计算机辅助生成

根据曲轴的结构和受力特征,通过数学计算公式推导和计算机辅助方法,将作用在轴颈上的分布力主轴颈端上的弯矩和扭矩自动转换成节点力。该方法速度快捷、精度高,适用于单缸机和多缸机的单拐曲柄和整体曲轴。文中给出了一台四缸柴油机曲轴的计算实例。     

框架-筏基-地基相互作用的有限元分析

上部结构-基础-地基三者是一个受力整体系统,它们之间的相互作用和协调工作的问题一直是土木工程中非常重要的课题之一.常规的设计方法是将结构每个部分分隔开来然后分别进行计算.没有考虑整体结构彼此之间变形协调的因素,这与实际情况有很大的差异.本文借助ANSYS12.0有限元软件建立整体结构的有限元模型来分析各部分之间在受力过程中的相互作用,揭示了考虑相互作用对结构内力影响的规律,为实际工程结构设计方案的安全和经济提供重要的依据.     

非匀质土中单桩横向非线性静力响应三维有限元模拟

以通用有限元软件ANSYS为平台,建立了非匀质土中水平受荷单桩非线性三维有限元模型.通过与Satio的原位试验实测值比较,证明了本文模型可较真实的反映水平荷载作用下桩一土相互作用体系的力学响应.并进一步研究了各土层土体性质对水平受荷单桩工作性状的影响,计算结果对水平受荷桩基础研究与设计有一定的参考价值.     

用有限元法进行多联装发射装置的模态分析

阐述了多联装发射装置模态分析的重要意义，然后基于软件，用有限元法求解了某型多联装发射装置的一阶固有频率和振型，并进行多次仿真试验，探讨一般性规律，通过与相关文献进行比较，验证了研究方法的有效性．     

基于有限元的管道焊缝裂纹干涉问题研究

建立了管道焊缝双裂纹的有限元模型,分析双裂纹尺寸和裂纹尖端距离对裂纹应力强度因子的影响,讨论了裂纹干涉的规律,拟合出双裂纹间距离比和尺寸比对裂纹应力强度因子放大系数影响规律的计算公式.研究了焊缝区双裂纹干涉的规律.结果表明:随着两裂纹尖端距离增大,放大系数与距离比、尺寸比的关系为指数关系,其中距离比对放大系数的影响指数接近为-1,尺寸比对放大系数的影响指数接近为2.同时,基于干涉规律及结果,对裂纹进行ECA评估,同BS7910规范中对裂纹等效合并后的评估结果比较,拟合公式考虑了干涉效应的影响,评估结果较为准确,而BS7910规范评估结果或过于保守或过于乐观.