有侧移钢筋混凝土框架柱纵向挠曲二阶效应的分析

对钢筋混凝土框架柱的纵向挠曲二阶效应做了分析。结果表明,钢筋混凝土框架柱的纵向挠曲二阶效应与柱的特征值(轴压应力、长细比、混凝土弹性模量等的综合系数)以及柱两端弯矩比值有关。一般情况下,钢筋混凝土框架柱的纵向挠曲二阶效应可不予考虑。某些偶然情况须考虑时,可采用所介绍的方法。

南昌洪州大桥主塔二阶效应分析

南昌洪州大桥主桥为跨度(50+120+252+120+50) m的钢-混凝土组合梁双塔自锚式悬索桥,半漂浮体系。主塔为门式桥塔,采用“昌”字造型,承台以上名义塔高为116.291 m。为研究洪州大桥主塔在压弯作用下的二阶效应与极限承载力,采用开源有限元软件OpenSees建立主塔非线性梁柱单元模型,考虑几何和材料非线性,计算主塔在设计荷载作用下的偏心距增大系数与极限承载力,并对不同配筋情况下,主塔的极限承载力进行计算分析,提出了优化配筋方案并运用于工程实施。进一步地,文章对现行规范中,关于偏心距增大系数计算的合理性做探讨,提出1种适用于大型压弯构件的偏心距增大系数计算方法。相比于原规范公式,文章提出的算法与有限元仿真结果的吻合度更高,可用于超高桥塔等大型压弯构件的设计。

装配式粮食钢板仓仓壁加劲肋受挠曲二阶效应的影响

本文综合考虑挠曲二阶效应的影响,对工程实例中装配式粮食钢板仓仓壁加劲肋强度进行计算,并将计算结果与规范公式的计算结果进行比较和分析。同时,分析了初始缺陷和仓壁变形对钢板仓加劲肋受到的挠曲二阶效应的影响程度,为装配式粮食钢板仓的安全设计和实际应用提供部分理论支撑和技术指导。

钢筋混凝土单层排架柱二阶效应的分析与计算

钢筋混凝土柱在荷载作用下,会出现裂缝及塑性,在柱二阶效应分析中须考虑其对柱截面弯曲刚度的影响。对柱的承载力极限状态及正常使用极限状态,因荷载值大小不同,裂缝及塑性发展不同,则影响也有差别。当钢筋混凝土单层排架柱只在柱顶作用有压力及弯矩时,将其称为标准情况柱。根据对钢筋混凝土标准情况柱二阶效应试验资料的分析研究,提出钢筋混凝土标准情况柱截面弯曲刚度调整系数的计算公式,其中参数为柱的轴压比及长细比。采用经过调整的柱截面弯曲刚度,分别对两种极限状态做二阶效应计算,与试验结果对比符合良好。实际结构中,单层排架柱除在柱顶作用有压力及弯矩外,有时还可能有剪力,另外,在柱高范围内还可能有水平荷载。对这样的一般情况柱,截面弯曲刚度的调整尚与柱的弯矩图分布形状有关,经过分析,提出解决方法,经试验验证效果良好。

考虑二阶效应梁柱瞬态分析的传递矩阵法

压弯构件承受较大轴力时,其表现出的明显的二阶效应直接影响结构刚度及动力特性,为计算计及二阶效应的梁柱结构的瞬态响应,提出了一种传递矩阵方法.该方法采用Newmark-β法,对考虑二阶效应的EulerBernoulli梁的动力偏微分方程进行时域离散,将其变换为常微分方程,并利用常数变易法对微分方程进行求解,得到位移增量在连续空间内的解析解.结合传递矩阵法的基本原理,推导了离散时间瞬态分析的增量传递矩阵格式,给出了计及二阶效应的梁柱结构瞬态响应的计算方法.算例计算结果表明,在计算精度相同的情况下,所提出的方法的计算效率是ANSYS的3.57倍,并可方便地对移动荷载作用下结构的动力响应进行求解.

计及二阶效应的一种变截面梁精确单元刚度阵

推导一种精确的Bernoulli-Euler变截面梁单元,解决了传统变截面梁单元在结构稳定性分析中存在的计算精度较低的问题,以常见的外形沿轴向按线性变化的变截面梁为例,给出梁单元的精确刚度阵。放弃传统有限元通过插值理论构建变形场,并通过虚位移原理获取单元刚度阵的方法,直接从计入二阶效应的单元平衡微分方程中得到变截面梁的载荷位移关系,进而得到有限元格式的变截面梁精确刚度阵。借助于变截面梁单元刚度阵,可导致与精确的微分方程解析法同样的计算精度。通过与几个经典算例和ANSYS计算结果比较表明:该精确刚度阵可直接应用于结构稳定性分析,获得变截面梁结构精确的欧拉临界力。

梁杆结构二阶效应分析的一种新型梁单元

推导了一种计及梁杆二阶效应的新型两结点梁单元。首先依据插值理论构造了三结点Euler-Bernoulli梁单元的位移场:使用五次Hermite插值函数建立梁单元的侧向位移场,二次Lagrange插值函数建立梁单元的轴向位移场,进而由非线性有限元理论推导了单元的线性刚度矩阵和几何刚度矩阵,然后使用静力凝聚方法消除三结点梁单元中间结点的自由度,从而得到一种考虑轴力效应的新型两结点梁单元。实例分析表明,此新型梁单元具有很高的计算精度,使用此单元进行梁杆结构分析可获得相当准确的二阶位移和内力。

高层钢框架二阶效应的实用简化计算

本文提出了高层钢框架二阶效应,包括P-△和P-δ效应的实用简化计算方法。该法便于手算,与精确的电算结果比较表明,本文的简化法具有较好的精度,完全满足工程设计需要。本文还对P-△和P-δ效应对框架工作性能的影响进行了研究和评判。

双重弯剪型抗侧力结构的屈曲及其二阶效应

该文采用连续模型对刚度和轴力均匀的双重弯剪型抗侧力结构的屈曲进行分析,得到了计算临界荷载的精确公式。公式表明:双重抗侧力结构总的临界荷载是两个结构作为独立结构时各自临界荷载的简单相加,与竖向荷载在两个结构上的分布无关。对在均布水平荷载和顶端竖向集中荷载共同作用下的双重弯剪型结构进行了二阶分析,得到了弯曲侧移、剪切侧移、总侧移及其两个结构中的弯矩的二阶效应放大系数,并提出了简化计算公式。该公式用于顶部侧移计算非常精确,用于下部侧移计算精度良好且偏于安全;该公式也可以用于子结构整体弯矩的计算,子结构是框架的情况下也可以用于框架柱柱端弯矩的放大计算,在下部2/3高度范围内偏于安全。整个解析解的推导过程表明,这些放大系数也与竖向荷载在两个结构上的分布没有关系。

型钢混凝土偏心受压柱的二阶效应分析

由于型钢增加了柱的侧移刚度,型钢混凝土(SRC)柱的二阶变形因此比钢筋混凝土柱明显减小,其偏心距增大系数已不能采用规范数值.在理论分析的基础上,提出SRC柱偏心距增大系数的两种求解方法,并以柱的受力特性为依据,采用以极限曲率为参数的偏心距增大法推导建立了计算公式.总结国内其他学者在此方面的研究成果,算例比较表明,所建议公式与已有公式的最大误差小于10%,其精度较高且便于使用,可为工程计算和规范修订提供参考.

计及二阶效应的门座起重机变幅工况动力学分析

对门座起重机的变幅工况进行了计及二阶效应的大范围运动弹性动力分析。使用柔性多体系统动力学方法描述柔性体的变形和运动,结合非线性有限元理论推导了一般运动柔性单元在局部坐标系下的计及二阶效应的动力学方程,进而使用三结点Euler-Bernoulli梁单元的形函数,推导了柔性梁单元的动力学方程。对该方程进行静力凝聚并使用随动坐标法,得到便于系统动力学方程组集的整体坐标系下的两结点梁单元动力学方程。对某型门座起重机臂架系统的变幅工况进行了计及二阶效应的弹性动力分析,结果表明:二阶弹性位移和内力均为相应线性解上的波动,且波动幅值较大,因此对大柔度重载机械应进行考虑二阶效应的弹性动力分析。

钢筋混凝土框架柱挠曲侧移二阶效应的整体考虑

论述了钢筋混凝土框架结构二阶效应的研究方法,从框架柱变形的角度出发,分析了有挠曲和侧移的框架柱的二阶效应,推导了考虑刚度折减的钢筋混凝土框架柱的二阶效应的解析法。在进行结构内力分析时,柱的各截面内力中可自动包括二阶效应,不需要再考虑弯矩增大系数,计算方便。

框架柱弯矩挠曲及侧移二阶效应的考虑

对框架柱弯矩同时考虑挠曲二阶效应及侧移二阶效应作了分析 ,并对钢筋混凝土框架在竖向荷载及水平地震力作用下的柱弯矩作了具体计算 ,计算结果表明钢筋混凝土框架柱的挠曲二阶效应的影响甚小 。

二阶效应对钢框架结构分析的影响

对钢框架结构进行了一阶分析、二阶分析以及按《钢结构设计规范》(GBJ17— 88)修订稿推荐的近似二阶分析 ,通过对不同分析方法的计算对比 ,得出了钢框架结构分析考虑二阶效应的某些一般性结论 .

考虑二阶效应时框一剪结构的简化分析

在高层建筑结构计算中，若结构的轴力较大而侧向刚度较小时，其二阶效应不可忽略。针对框一剪结构的二阶分析，本文推导出了一个非常简明的基本微分方程，在形式上，此方程只是一阶理论时框一剪结构基本微分方程的简单推广。此方程在应用上特别简便，此外，方程中的“二阶效应系数”正确反映了产生二阶效应的诸因素的影响。文末附有算例。

变截面框剪结构二阶效应分析的精细积分法

采用分段连续化方法,建立了变截面框架-剪力墙结构二阶效应分析的连续化计算模型。引入状态变量的概念,导出了对每段结构考虑二阶效应时的状态空间方程,用状态空间理论的方法求出了状态向量表达式,并结合结构的边界条件用精细积分法求出了初始状态向量,最终得到变截面框剪结构考虑二阶效应时各部分的变形和内力。文末给出了数值算例,并与其他算法的结果进行了比较。

方形钢管混凝土框架二阶效应下极限承载力的高效线弹性迭代分析

传统的弹性模量调整法难以考虑结构二阶效应的影响。为此,该文研究建立了考虑二阶效应影响的方形钢管混凝土(CFST)的齐次广义屈服函数,据此建立了二阶效应下框架结构极限承载力分析的弹性模量缩减法(EMRM)。首先利用二次多项式分别建立了关于套箍系数和稳定系数的影响函数,在此基础上,利用具有分数指数幂的一阶多项式,通过回归分析研究建立了方形CFST压弯构件在二阶效应下的齐次广义屈服函数。其次,通过有策略的缩减高承载单元的弹性模量模拟结构刚度的衰减,进而通过线弹性迭代分析确定方形CFST框架结构的极限承载力,据此分析了二阶效应对不同荷载工况、不同几何参数下的CFST框架极限承载力的影响。最后通过与试验数据和现行增量非线性有限元法对比分析,验证了文章方法具有较强的适用性、较好的计算精度和计算效率。研究结果表明,二阶效应对于CFST中长柱和CFST框架都具有不可忽略的影响。

水平地震力作用下框架结构二阶效应影响分析

框架在水平地震力作用下产生侧移变形 ,由于竖向重力荷载的同时存在 ,从而对框架的内力及变形引起二阶效应 ,现对此做了计算分析并得出一些规律。

门式刚架屋面坡度对二阶效应的影响及二阶弯矩计算公式

采用有限元法较精确地分析了门式刚架在荷载作用下的二阶效应随屋面坡度变化的规律。分析中计及轴力、轴向变形、剪切变形的影响 ,提出了单跨双坡门式刚架的二阶弯矩近似计算公式 。

考虑钢筋混凝土框架整体二阶效应规律的改进η-l_0法

概括了各国设计规范用于钢筋混凝土框架柱二阶弯矩计算的 η- l0 法的发展过程和特色 ,说明了我国《混凝土结构设计规范》(GBJ10 - 89)采用的 η- l0 法的优势和不足。在重点指出框架结构二阶效应基本规律的同时 ,给出了能更准确反映框架结构整体二阶效应特征的使用 η极限曲率表达式的改进 η- l0 法 ,可供修订我国《混凝土结构设计规范》参考。