弹性地基板的动态刚度矩阵迭代法

本文针对目前计算弹性地基板采用Winkler地基模型计算中存在的问题,即不论结构及加载形式如何,均假设变形后板与地基仍存在完全接触的不足,提出分析此类结构的动态刚度矩阵迭代法。在IBM微机上实现的数值算例结果表明,本文方法更真实地反映了板与地基间的相互作用。

直角坐标系黏弹性层状地基荷载作用下的解析刚度矩阵解

基于直角坐标系下黏弹性力学的基本控制方程,通过Fourier-Laplace变换及矩阵理论,推导出三维空间问题和平面应变问题在积分变换域的解析解,进而得到相应问题的精确单元刚度矩阵;然后根据对号入座原则组装得到总体刚度矩阵;通过求解总体刚度矩阵形成的代数方程,得到层状地基相应问题在积分变换域内的解答;应用Fourier-Laplace逆变换技术,得到其物理域内的解。求解黏弹性问题退化的弹性问题并与已有解答进行比较,验证本文计算方法的正确性,并分析黏弹性地基黏滞系数对沉降的影响。研究结果表明:黏滞系数越大,土体的蠕变越明显,地基达到最终沉降的时间将越长。

修正刚度矩阵法求解复杂弹性地基梁体系

提出了一种分析复杂弹性地基梁体系的方法 ,即修正刚度矩阵法 .该法是修正刚度矩阵法解单根地基梁的引伸和发展 .在此阐述了该方法的原理 ,分析了一个具体的算例并与其他方法的结果做了比较。

弹性地基梁的修正刚度矩阵解法

提出一个分析弹性地基梁的修正刚度矩阵解法。在该法中，土的反力模型采用文克尔假定：将梁分成若干段，假定每段梁弹性线的函数形式，并以梁单元两结点的位移作为弹性线函数的参数；将土的反力表示成梁单元结点位移的函数，并作为分布荷载作用在梁单元上；利用梁位移解法的基本解建立土反力的结点力与结点位移的关系，并以矩阵形式表示，形成土反力矩阵；将土反力矩阵与梁单元刚度矩阵迭加，形成修正的梁单元刚度矩阵；最后，由梁单元结点力平衡建立分析弹性地基梁的矩阵方程。

弹性地基梁的单元刚度矩阵及其固端内力

引进弹性地基梁单元特征矩阵和积分常数矩阵的概念 ,揭示了特征矩阵和积分常数矩阵互为逆矩阵这一事实 ,使得求解弹性地基梁的问题变得简单明了 .提出的求弹性地基梁单元刚度矩阵的方法以及求其上作用均布荷载的固端内力的方法 ,物理概念明确 ,编程简单 。

地基弹性反力与板式基础共同工作的精确算法

推导了一种精确的地基弹性反力与板式基础共同工作的计算方法.本方法引入了地基弹性反力刚度矩阵的概念,与传统的计算方法相比理论上具有更高的精度.结合具体算例,将本算法和传统算法的结果进行对比表明,这一新算法是有效的,且将对更加精确地计算基础变形起到积极作用.

矩阵位移法分析弹性地基上空间巨型框架结构

将空间巨型框架结构的辅助框架中的柱只考虑其轴向变形,将其沿巨型框架梁的轴线方向连续化后,作为巨型梁单元的弹性地基,然后将巨型柱和巨型弹性地基梁组成空间巨型框架,在考虑了地基的弹性变形后,用矩阵位移法对其进行静力分析。计算结果表明:分析方法是合理、有效的。

土自重及地基刚度矩阵对板土相互作用的影响

将地基取为有限分层弹性体，采用三种不同方法计算地基刚度矩阵，根据工程背景下板嵌埋于土中这一特点，考虑土自重应刀对地基形变势能的影响，借助于能量变分原理获得了不同地基刚度矩阵时不同荷载作用下的两种不同抗弯刚度的矩形板内刀、板底反力和板底位移的数值解答。着重对比分析了地基刚度矩阵的不同算法及土自重应力对板内力及位移计算结果的影响，指出用单位集中力计算地基刚度矩阵，易受Ｂｏｓｓｉｎｅｓｑ解答在集中力作用；久附近“极性”的制约，计算结果不够理想，而以单位均布力为依据计算地基刚度矩阵，所得板内力及位移能很好地符合弹性解答基本规律。

基于直接刚度法的弹性地基深梁单元

为研究弹性地基深梁的受力及变形性能,根据双参数弹性地基模型和Timoshenko深梁模型的基本方程,建立了弹性地基深梁挠度控制方程,求得了挠度方程全解,并给出了弹性地基深梁梁轴转角、截面弯曲转角及剪切角的表达式;结合节点位移条件,得到了位移系数;根据节点力方程建立了刚度平衡方程,给出了弹性地基深梁的刚度矩阵方程及均布荷载的等效节点力向量。在此基础上,分别计算了均布荷载、跨中集中力、两端集中力、两端集中力矩等荷载工况下的节点位移,求得弹性地基深梁挠度曲线,验证了本文给出的刚度矩阵方程及等效节点力向量的合理性及适用性。

阶梯变刚度弹性地基梁的解析解

本文拟对在多种复杂荷截作用下以及不同的梁端支承条件下的各种弹性地基梁推导出一个简单明了的解法。本解法对全梁刚度为常数或阶梯变刚度,对长梁或短梁均可进行统一求解,其精度完全符合温克尔假定的条件。

考虑摩擦效应时文克尔弹性地基上的杆系有限单元法

根据梁与地基之间的内力和变形协调关系推导出考虑摩擦效应时的文克尔弹性地基上杆系有限单元法的单 元刚度矩阵。计算分析表明:当地基比较坚硬且与梁的接触较为粗糙是时,摩擦效应将会较显著地减小结构 的内力与变形。

直角坐标系下黏弹性层状地基动力响应分析

基于直角坐标系下黏弹性力学的基本控制方程,运用Fourier-Laplace积分变换、解耦变换、微分方程组理论和矩阵理论,推导轴对称动荷载及非轴对称动荷载作用时黏弹性地基三维空间问题积分变换域内的解析单元刚度矩阵;根据边界条件和层间连续条件集成总刚度矩阵;求解含有总刚度矩阵方程的代数方程,得到积分变换域内相应问题的解;利用Fourier-Laplace积分逆变换得到真实物理域内的解.编制相应程序计算黏弹性层状地基动力响应与已有解答进行对比,验证了提出方法的正确性.

弹性地基板分析的一种新方法

在板与地基的共同作用分析中 ,为了提高分析的精度 ,将每个板单元下的地基单元划分为 2× 2个子单元 ,假定每个子单元下的地基反力是均布的 ,用Boussinesq公式求得各个子单元在均布力作用下的位移系数 ,利用形函数和坐标变换公式建立子单元与原单元之间的力和位移关系 ,并将这种关系反映到地基柔度矩阵中去 ,将地基柔度矩阵求逆后与板刚度阵叠加并求解即可求得节点位移 ,进而求得地基反力和板中内力 .

弹性地基梁单元的二次开发与应用

基于Euler梁理论和最小势能原理推导了带轴力项的Euler梁单元的刚度矩阵。结合弹性地基梁理论与坐标转换矩阵得到了在整体坐标系下的弹性地基梁的刚度矩阵。据此编制了ABAQUS用户单元子程序,进行了算例验算,结果表明:所编写的弹性地基梁单元精度高,可以用于工程实际计算。

有限元法计算弹性地基梁及软件编制

本文介绍按杆件有限元进行弹性地基梁计算的方法。处理过程中把梁体和地基分别考虑,再按位移连续或反力为零的条件把两者联系起来。这样对实际情况就具有较灵活的适应性,能按各种地基模式进行计算。据此编制的计算机软件与通常的链杆法相比较,当单元数与链杆法的链杆数相同时,本方法有较高的精度;在要求精度相同时,本方法所需单元数远少于链杆法所需的链杆数,因此具有较高的效率。

弹性地基梁板模型的适用性

PKPM软件之JCCAD程序的桩筏有限元计算中的弹性地基梁板模型(桩和土按WINKLER模型)在工程设计中是从设计人到审图公司较为熟悉和偏于使用的一种计算模型,但其的适用性到底如何呢?本文通过工程比算,对这中计算模型的适用性进行了详细阐述。

用逐步消取子结构法分析弹性地基上铰接梁源程序的应用

一、方法概要本程序正文曾以题为“支承刚度法分析弹性地基铰接梁”载于《水运工程》81年1期。弹性地基梁在梁与梁之间一般做成铰接,如图1所示。

弹性地基上的弯曲条元

有限条法充分利用传统解析解的部分成果，具有所需数据准备较少、计算精度好、分析效率高等显著优势。本文利用最小势能原理导出了弹性地基上弯曲条元的刚度矩阵及相关公式。这种条元可用在公路的钢筋混凝土路面、机场跑道、建筑物基础底板及混凝土浮箱桥等结构分分析。实际算例表明计算有较高的精度。

粘弹性人工边界在ABAQUS中的实现及应用

基于柱面波理论的二维时域人工边界,建立了人工边界点相对于散射波源的局部坐标系下的等效物理系统,利用人工边界点局部坐标系与整体坐标系的转换矩阵,推导了整体坐标下人工边界的等效物理参数,并考虑边界点与散射波源的距离变化,利用该等效物理系统模拟人工边界的散射效应,二维均匀半空间算例验证该法可减弱边界几何形状的影响,且具有较好的精度和适用性。应用该法探讨了不同地基刚度对重力坝非线性开裂损伤的影响,结果表明,地基弹性模量越小,人工边界散射的能量越多,开裂损伤的范围就越小。

Winkler地基上梁分析的新方法

基于最小势能原理,推导得出的变基床系数Winkler地基上梁有限元分析的基本公式,并通过假设地基基床系数在单元内部呈线性变化,取得了显式表示的地基单元刚度矩阵。该方法和原理亦适用于深基坑支护结构的内力和变形分析。