双层弹性支承梁的有限元分析

用有限单元法分析了双层弹性支承梁的静力响应.双层弹性支承梁结构由二种平行的梁(上层梁和下层梁)、上层梁和下层梁之间的离散弹簧和下层梁下部的Winkler基础组成.上层长梁、下层短梁、离散弹簧、Winkler基础和作用在上层梁上的荷载视为一个系统,并将该系统进行有限单元离散,梁单元的弯曲形函数采用Hermitian 3次方插值函数,利用变分原理及形成矩阵的"对号入座"法则建立该系统有限单元形式的平衡方程.阐明了单元刚度矩阵以及在上层梁单元作用竖向集中荷载或分布荷载下单元节点荷载列阵的形成.举例说明了该方法的应用,为类似结构的力学分析提供了一种数值方法.图5,参13.     

平行四边形板弯曲问题的康托洛维奇法

本文推导了平行四边形板弯曲问题的斜座标基本公式。在v方向用广义梁函数,在u方向用常微分方程的解法。对于四边简支、四边固支、三边固支一边自由的平行四边形各向同性薄板,无论是匀布荷载、集中荷载、集中弯矩、小方块荷载都可得到精度较高的近似解。     

基于安定分析和概率密度演化理论的 杆系结构整体可靠度分析

经典体系可靠度仅涉及量值保持不变的随机静力荷载,对于随机变值静力荷载作用下的工程结构将给出不合理的评估结果,低估了结构面临的风险.鉴于此,基于安定理论提出了杆系结构在变值静力荷载作用下以安定状态作为极限状态的整体可靠度分析方法.首先,建议了具有单一功能函数的极限状态方程,并引入了两类计算功能函数的实用方法;进而,在概率密度演化理论的基础上,推导了功能函数的广义密度演化方程,并引入Diracδ序列算法获得了其近似解;然后,对功能函数的概率密度进行一维积分即可得到结构整体可靠度;最后,通过多个算例验证了本文建议方法.结果表明:1)建议方法有较好的精度和计算效率;2)建议方法所得整体可靠度能更合理地评估变值静力荷载作用下结构的安全性.     

不同荷载工况下钢筋混凝土深梁的拓扑优化设计

为探讨不同荷载工况对钢筋混凝土深梁拓扑优化的影响,同时改进当前深梁设计方法,采用渐进演化类拓扑优化算法寻求钢筋混凝土开洞深梁在不同集中加载工况和荷载集度工况下的最优拓扑结构,再依据这些最优拓扑结构建立相应的压杆[CD*2]拉杆模型,并分析这些最优拓扑结构和压杆[CD*2]拉杆模型的差异。结果表明：压杆[CD*2]拉杆模型均为较符合满应力分布的Michell结构;集中荷载作用在梁顶时,荷载从加载点通过最短直线压杆以压力的形式向支座传递;集中荷载作用梁腹和梁底时,荷载则通过伞状拉杆悬吊在主压拱上,再向支座传递;随着荷载集度降低,最优拓扑结构向拱或拱[CD*2]组合压杆的组合体系演化。在工程设计中,对于不同荷载工况条件下的钢筋混凝土深梁,可以参照最优拓扑结构在内部有针对性地设计隐藏的受压加强构件或受拉钢筋。     

矩形钢管混凝土上翼缘梁静力性能参数分析

利用有限元软件ABAQUS对集中荷载作用下矩形钢管混凝土上翼缘梁(RCFSTB)的静力性能进行分析,并对主要几何参数和材料参数变化对静力性能的影响进行了研究.研究结果表明:增加腹板厚度和上翼缘高度、提高钢材强度可以显著增强承载力和减小变形；砼强度对于梁稳定承载力和破坏变形没有明显的影响；梁跨度增大时,梁的稳定性降低.     

具有中间支座的杆在随从力作用下的稳定和振动

本文导出了具有中间支座的变截面杆在任意分布的切向随从力作用下的静力和动力稳定性分析的通用特征方程，并具体地分析了一端简支及一端固定的广义Ｂｅｃｋ杆、广义Ｌｅｉｐｈｏｌｚ杆、广义Ｈａｎｇｅｒ杆的静力失稳和颤振先稳之间的过渡值及相应的发散载荷、颤振载荷随中间支座的变化情况。     

基于第二代小波的杆、梁单元构造研究

针对第二代小波尺度函数无显式表达式的缺点,提出采用PsdVoigt2函数进行拟合的方法,根据小波有限元及第二代小波理论,利用第二代小波尺度函数取代传统有限元多项式插值函数,通过转换矩阵将小波插值系数转换到物理空间,构造出形函数,并利用该方法构造一系列杆、梁单元。通过不同算例对构造的第二代小波杆、梁单元进行精度验证。计算结果表明,构造的第二代小波单元在求解变形和应变时精度较高,丰富了小波有限元单元库。     

斜腹杆体外预应力对RC嵌固梁加固性能的影响

用理论分析、模拟分析和试验验证的方法,研究斜腹杆体外预应力对钢筋混凝土嵌固梁的加固性能.按照变形协调原理建立嵌固梁荷载挠度方程,得到对应预应力索-梁组合单元的力学模型.利用ABAQUS有限元模拟的方法研究不同设计参数对嵌固梁加固效果的影响次序.结果表明,索垂度显著、索初始预应力居中、索截面面积次之;斜腹杆体外预应力简支加固方法能提高试件的刚度、抑制试件塑性发展速度、改善试件的承载能力和延性,试件开裂荷载、屈服荷载、极限荷载明显提高,加固效果显著.选择3组各2个试件进行静力试验验证.在弹性阶段,理论计算和软件模拟所得荷载-挠度曲线与试验结果吻合;进入塑性阶段后,试件的理论值远大于试验值和模拟值;而试验值与模拟值始终吻合,模拟分析结果可信.     

平面问题的改进有限条法

本文采用带集中质量杆的剪切振型函数和纵向振型函数取代传统有限条法的位移函数中的匀质梁振型函数。基于所提出的位移函数,推导出平面问题分析公式和联肢剪力墙分析公式,举出两个算例。计算结果表明,与传统有限条法比较,本文方法具有形式简单,通用性强,精度高,编制程序方便等优点。特别在集中荷载作用情况下,本文方法收敛很快,对位移函数中的级数通常仅取头几项,即可得出满意的结果。     

短杆钢箱桁架结构数值模拟方法探究

基于某短杆钢箱桁架渡槽实例,通过ANSYS大型有限元计算软件,分别建立了渡槽节段的实体模型和简化的梁单元模型;然后,根据渡槽实际受力情况设置了跨中集中荷载以及均布荷载两种荷载工况形式,并进行这两种工况下的位移和应力比较,找出梁单元模型与实体单元模型间计算响应的差异;最后,验证了梁单元模型在短杆桁架位移计算中得到的结果在误差允许范围内,引入了梁单元模拟短杆钢箱桁架结构时的应力包络系数,以指导类似短杆钢箱桁架结构数值分析计算。     

垫梁弹性分析

本文用应力函数求得垫梁在集中荷载作用下,垫梁下墙体中的应力与位移、垫梁与墙的接触应力及垫梁的竖向位移与内力计算公式。     

基于广义位移的波形钢腹板组合箱梁有限梁段分析方法

为准确分析腹板手风琴效应、剪切变形与翼板剪力滞效应对波形钢腹板组合箱梁挠曲变形及应力的影响,利用截面变形连续条件建立了综合考虑腹板手风琴效应、剪切变形与剪力滞效应的挠曲位移模式.通过引入广义剪切位移和剪力滞位移,将该挠曲变形状态解耦为拟平截面的Euler梁挠曲、广义剪切变形引起的挠曲以及剪力滞效应引起的挠曲3种状态.依据广义位移与转角的关系,选用Hermite多项式作为位移形函数,推导出广义位移的单元刚度矩阵,提出了适合该组合箱梁的梁段分析方法.数值算例结果表明,基于该方法得到的应力及变形与三维空间有限元结果吻合良好.广义剪切变形对梁的挠曲变形与应力存在较大影响,集中荷载作用或中支点截面附近的应力放大系数甚至超过2.0.     

疲劳荷载对锈蚀钢筋混凝土梁刚度影响的试验研究

为研究短期疲劳荷载对锈蚀钢筋混凝土梁抗弯性能的影响,对8根钢筋混凝土梁进行了疲劳及静力加载试验研究。结果表明:短期疲劳荷载对锈蚀钢筋混凝土梁性能的影响明显大于未锈蚀梁的,其裂缝发展速度更快,分布区域也更加集中,锈蚀钢筋与混凝土的协同工作能力降低;疲劳加载后的锈蚀钢筋混凝土梁塑性变形能力降低,抗弯刚度退化的幅度更大;提高混凝土强度可以在一定程度上提高锈蚀梁的屈服荷载等力学指标,减少因钢筋锈蚀导致的混凝土梁抗弯性能的下降幅度,有利于提高混凝土梁的耐久性性能。     

多尺度建模方法在波形钢腹板组合箱梁力学分析中的应用

为了研究多尺度建模方法在波形钢腹板组合箱梁力学分析中的适用性,分析了位移协调界面连接方法在有限元建模中的实用性;以一总跨径为6m的波形钢腹板组合箱梁试验模型为研究对象,采用有限元软件ANSYS建立了试验梁的实体模型、杆系模型以及多尺度模型,对其分别进行了静力及动力特性分析.研究表明:对于组合梁的静力分析,在均布荷载作用...     

贴片加固混凝土梁界面粘结剪应力的分析与计算

以弹性理论为基础,根据贴片加固混凝土梁的截面变形协调条件和静力平衡条件,推导出了任意线性荷载作用下贴片加固梁的界面粘结剪应力及片材端部界面最大粘结剪应力的计算公式,并给出了均布荷载和集中荷载2种情况下的具体表达式.研究结果表明:由于表达式考虑了混凝土梁、粘结胶层和加固片材性能对界面粘结剪应力的影响,因而具有更高的计算精度;采用这些公式可以对不同荷载作用、不同粘结长度和宽度及不同梁截面形式的贴片加固梁片材端部界面最大粘结剪应力进行验算,以防止加固梁片材端部出现界面剥离破坏.     

2节点6自由度直梁单元

利用构造形函数的方法,得到了2节点6自由度直梁单元形函数表达式,运用变分原理,对梁单元的总势能进行变分导出梁单元的刚度矩阵和节点荷载列阵.以集中荷载作用下的Winkler基础梁为例,分别用2节点4自由度和2节点6自由度梁单元的有限元法计算了梁中点的位移和截面弯矩,计算结果表明:在相同精度的条件下,用2节点6自由度梁单元的有限元法有利于提高计算效率.图4,表1,参12.     

广义梁函数解弹性薄板

本文从广义梁微分方程出发,推导出任意载荷作用下满足各种边界条件的梁函数.由于梁的微分方程引进δ函数,所以在分布载荷或集中载荷作用下均可得出梁的弹性曲线表达式.在解弹性薄板中,在x、y方向选用与载荷相适应的梁函数,用最小势能原理分析可得良好的近似解.     

受压区侧面粘贴钢板的钢筋混凝土梁短期刚度研究

对受压区侧面粘钢混凝土梁进行了静力试验,试验中测量了不同集中荷载作用下的钢筋混凝土梁在不同配筋率、不同粘钢截面面积时的跨中挠度。考虑粘贴钢板的作用,将受压区粘贴的钢板换算成混凝土,得到一个T形截面,给出了考虑粘贴钢板作用的混凝土梁短期刚度计算方法。讨论了集中荷载、配筋率和粘钢截面面积等因素对受压区侧面粘贴钢板的钢筋混凝土梁短期刚度的影响。     

土卡河大桥29mT型预制梁的吊装施工技术

本文介绍了土卡河大桥工程利用人字扒杆吊装29m砼T型梁的荷载计算、扒杆吊设备配置及吊装的工序,力求较详尽介绍吊装施工过程,为今后简支梁桥施工提供可借鉴经验。     

基于高阶剪切变形理论的磁电弹性梁的非线性静力分析

基于高阶剪切变形理论和Von Karman非线性理论建立磁电弹性梁的非线性模型,采用Hamilton原理推导磁电弹性梁的非线性平衡微分方程,利用伽辽金方法对该非线性偏微分方程组进行求解。数值计算中,具体讨论了外部荷载、跨高比、磁场及电场等因素对磁电弹性梁非线性静力响应的影响。