排架柱抗弯刚度折减系数探讨

采用构件折减刚度考虑二阶效应的弹性有限元法是新纳入中国《混凝土结构设计规范》较先进的结构分析设计方法,该方法的准确程度主要依赖构件折减刚度取值的合理性.鉴于该规范尚缺乏确定排架柱相应折减刚度的分析研究成果,以单跨工业厂房变阶排架柱为研究对象,通过对一系列典型排架结构算例进行最不利荷载条件下的非弹性有限元全过程模拟,并采用折减刚度的弹性二阶分析所得柱顶侧向位移与非弹性有限元模拟的柱顶位移等效为条件,选定了适用于排架柱的刚度折减系数后,再以所选刚度折减系数完成的弹性二阶分析所求得的各控制截面内力与非弹性有限元模拟结果的相符性证实了初选排架柱刚度折减系数的合理性.     

变截面变轴力悬臂柱稳定性计算方法

介绍了等效刚度和等效负刚度的概念,通过等效刚度法和等效负刚度法建立了变截面变轴力悬臂柱与等截面柱顶力悬臂柱的等效关系,对变截面变轴力稳定性问题进行解答并给出了计算公式.通过ABAQUS有限元软件对公式计算结果进行验证,结果表明:公式计算结果相对有限元法求解结果略偏小,但其相对误差在0.6%～6.5%范围内且该公式具有一定的精度,可供计算变截面变轴力稳定问题.     

地震作用下钢筋混凝土桥墩有效截面抗弯刚度

为了实现常规桥梁的基于位移的简化抗震设计,有必要简化钢筋混凝土(RC)桥墩有效截面抗弯刚度的计算.将RC桥墩有效截面抗弯刚度与毛截面抗弯刚度的比值定义为有效截面抗弯刚度修正系数Reff,采用纤维单元程序UCFyber对我国常用的矩形、圆形以及矩形带倒角等截面形式的RC桥墩的Reff进行了模拟计算,曲线拟合得到Reff的简化计算公式,最后采用Opensees程序分析了多个RC桥墩的地震位移反应,对Reff简化计算公式的精度进行了检验,并确定了其应用范围.结果表明:RC桥墩的有效截面抗弯刚度修正系数Reff主要与截面轴压比和截面纵筋配筋率有关,受其他因素的影响较小;截面轴压比和截面纵筋配筋率越大,Reff越大;对于高宽比大于3.0的相对细长RC桥墩,采用Reff简化计算公式对应的RC桥墩有效截面抗弯刚度,能够获得合理的地震位移反应.     

桥门机主梁设计时强度与刚度的关系

针对桥门机主梁设计时主要是强度限制还是刚度限制进行了研究。通过结构理论分析并结合相关计算数据与曲线,得出强度刚度限制主要与对刚度的要求、起重机跨度的范围及主梁高度与宽度的比值等因素有关,即当对主梁刚度要求较严时,在一定的跨度范围内,或者主梁截面高度与宽度的比值较小时,桥门机主梁设计主要由刚度限制;而当对主梁刚度要求不高及较小跨度和超大跨度时,或者主梁截面高度与宽度的比值较大时,桥门机主梁设计则由强度限制。这为起重机设计提供了参考依据,有一定的实际意义。     

基坑内支撑刚度计算方法辨析

对内支撑结构在支撑布置平面内进行线弹性受力分析,得到不同类型支撑弹性支点刚度计算公式,探讨了支撑不动点调整系数λ和支撑圈梁间夹角θ对支撑弹性支点刚度的影响.对材料、截面、长度均相同的支撑构件,平面斜撑刚度与水平对撑刚度比值为sin2θ,竖向斜撑刚度与水平对撑刚度比值为sin2θ/2.并通过有限元计算论证了此关系.     

一种新的转换层结构楼层侧向刚度控制准则

提出采用有害位移角代替位移角来控制转换层结构侧向刚度。通过大量不同结构布置、不同剪力墙厚度的带转换层的高层建筑结构算例计算分析,将楼层有害位移角比小于等于0.9作为带转换层的高层建筑结构楼层侧向刚度比的控制准则。同时,采用有限元计算模型分析了转换层上下部剪力墙刚度、转换梁刚度、转换层层高等因素对杆系模型的有害位移角计算的影响,得出修正的有害位移角比值法,并提出工程应用建议。     

转换层结构楼层侧向刚度的有害位移角控制法

提出采用有害位移角来控制带转换层高层建筑结构的侧向刚度.通过对大量不同结构布置、不同剪力墙厚度的带转换层的高层建筑结构的计算分析,将楼层有害位移角比小于等于0.9作为带转换层的高层建筑结构楼层侧向刚度的控制准则.同时,采用有限元计算模型分析了转换层上下部剪力墙刚度、转换梁刚度、转换层层高等因素对杆系模型的有害位移角计算的影响,得出了修正的有害位移角比值法,并提出了工程应用建议.     

定性分析结构位移与其截面刚度的关系

围绕结构力学中增加结构各杆的截面刚度是否一定能减小结构位移的问题,运用函数单调性的判定法对平面直杆结构在荷载作用下产生的位移与其截面刚度的关系进行了定性分析,并用算例证明了分析结果.结果表明：对于平面直杆结构,增大各杆的截面刚度,有时不能减小结构位移.     

新型复合结构拟静力试验的变形和裂缝

针对用于代替粘土砖住宅结构的钢筋混凝土柔性梁柱加"人字"支撑形成的复合结构,采用1∶2的试验缩尺模型,根据抗震试验规程和理论计算的开裂荷载、屈服荷载及7,8和9度地震作用,设计出加载方案,进行了拟静力-低周反复荷载试验,研究该复合结构模拟地震作用下的刚度和裂缝.试验结果表明,该复合结构在水平低周反复荷载作用下,首先在2个支撑上出现多条较均匀的裂缝;然后梁截面和柱顶、底截面混凝土相继开裂.在水平力相当于9度多遇地震作用时,其裂缝最大宽度小于0.3mm、最大层间位移小于弹性层间位移限值,即复合结构满足正常使用极限状态的要求.引入了综合循环刚度的概念,绘出了刚度退化曲线,探讨了复合结构刚度及强度的退化规律.     

全波纹腹板H型钢门式刚架的内力分析

全波纹腹板H型钢在一定程度上缓解了腹板薄壁化与稳定性之间的矛盾.运用变截面梁单元有限元法和MATLAB高级编程语言分析了波幅与波纹改变时对全波纹腹板变截面门式刚架的内力与柱顶水平位移的影响.通过分析可知,随着波幅的增大刚架柱顶水平位移在减小,随着波长的增大刚架柱顶水平位移在增大,但波幅与波纹的改变对刚架的内力影响不明显;并与等截面门式刚架进行对比,用实例说明了全波纹腹板H型钢门式刚架柱顶水平位移较小的优越性.这为全波纹腹板H型钢在工程中的应用提供了理论依据.     

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。     

变截面钢板弹簧的曲梁模型

通过建立钢板弹簧的曲梁模型,应用虚力原理求解位移,得到了变截面钢板弹簧刚度的几何非线性特性。     

3-RRC全柔性机构中柔性铰链刚度矩阵建立

全柔性机构中柔性铰链单元刚度矩阵的建立是进行全柔性机构分析的基础．以3～RRC全柔性并联机构中出现的柔性铰链为例，介绍其结构型式并建立力学模型．采用差分法和复化抛物形求积方法分别得出了变截面柔性铰链单元上所受外力与端部变形之间的关系．通过矩阵位移法建立柔性铰链单元拉弯组合变形的刚度方程，并借助变形体内力分析和拉弯组合变形时单元刚度矩阵的特点，得出柔性铰链刚度矩阵的各个元素，为全柔性机构的运动学、动力学分析提供了方便．     

线刚度比对墩台盖梁计算的影响程度分析

通过对柱式桥墩的整体有限元分析,得出钢构计算模型下盖梁与桩柱的线刚度比值对计算结果的影响,并与简支梁模型计算结果进行比较,总结出柱式墩台盖梁计算及配筋时应该引起注意的方面.     

成排侧开圆孔受弯构件的应力简化和刚度等效

对侧向成排开设圆孔的矩形截面受弯构件的平面进行有限元分析, 发现各截面应变分布不符合经典的平截面假定, 但对于截面纵向伸缩或一段构件长度上的平均应变, 平截面假定仍然适用;邻孔之间的中央实心截面(墩心截面)上弯曲正应力分布不满足线性关系, 其高度中部存在近零应力区段, 而其上、下两部分的应力接近于线性分布. 在此基础上, 提出基于位移有限元解按经典梁刚度定义计算开孔梁等效抗弯刚度的方法, 得到相应的刚度折减系数表;提出墩心截面应力分布三折线简化假定, 建立相应的截面弯矩-边缘应力-受力区高度关系式, 并根据数值分析结果拟合得到受力区高度与孔径、孔距的相关方程. 计算结果表明, 该应力计算近似方法简便、实用, 计算精度较高.     

变截面刚架结构分析的等效刚度法

用势能驻值原理导出各种截面楔形杆的等效刚度系数，用力法算出其固端弯矩修正系 数，把带有楔形柱、等截面梁的变截面刚架转换为等效等截面刚架来分析其内力、位移和计算长 度．提出的这种等效刚度法 简便、精度高．适于工程设计中应用．     

箱型截面梁抗扭刚度分析

箱型截面梁由于其具有较大的抗扭刚度而被广泛应用于工厂和大跨度桥梁工程中.通过逐一改变箱型梁截面的截面总高度、腹板高度等5个尺寸参数中的一个而保持其他参数不变来分析该参数对抗扭刚度的影响程度,最后得出截面总高度对截面抗扭刚度提升的贡献最大.同时为梁的设计者选择合理尺寸提供数据参考,在保证梁抗扭强度的前提下,减少不必要的材料浪费,为工程降低造价.     

轻钢厂房吊车梁水平刚度的讨论

为了减小吊车梁在使用过程中的振动,应该提高其横向水平刚度。吊车梁的横向水平刚度由横向弯曲刚度和截面的扭转刚度两部分组成。对于中级和轻级工作制的吊车梁,规范指出无须验算其水平位移,往往会导致使用时的过大振动,并且设计人员在利用软件计算结果时要考虑梁的扭转刚度,准确计算吊车梁的横向水平刚度。     

高度线性变化的矩形截面杆的单元刚度矩阵分析

通过高度线性变化的矩形截面杆的转角位移方程和轴向拉伸方程，推导出直角坐标系下该类杆的单元刚度矩阵，并对此单元刚度矩阵的性质进行分析，将此单元刚度矩阵嵌入目前较流行的结构软件中，可以使计算结果与真实情况更加一致。     

多层住宅新型复合结构的Pushover分析及支撑优化

通过对柔性梁柱加“人字”支撑的新型住宅复合结构的静力弹塑性(Pushovei)分析,进行了抗震性能评 估,并优化了结构构件截面．采用250mm×250mm的梁柱截面、120mm×120mm的支撑截面及正常配筋所 形成的复合结构,满足按9度抗震设防(多遇地震)的抗震能力和延性要求以及8度罕遇地震的抗倒塌验算． 其耗能机制为“混合机制”,塑性铰出现的位置及顺序为:支撑、梁端、柱下端、柱上端,因此满足“强柱、中 梁、弱支撑”多道抗震防线的抗震要求．在柱截面不改变的情况下,薄弱层出现在底层,最大层间位移满足 罕遇地震作用下结构薄弱层弹塑性层间位移的要求．计算分析得出合理的支撑与柱的抗侧刚度比在4-10 之间;最后优化了支撑截面．