集中力下的Winkler地基上双层弹塑性梁

为了完善弹性地基上弹塑性梁的理论基础,假设梁弯曲符合理想弹塑性模型,双层梁层间为竖向弹簧连接,根据受力平衡和本构关系建立Winkler地基上双层弹塑性梁的微分方程并给出通解.以无限长双层梁中心处作用集中荷载为例,研究同质同宽双层梁的加载全过程,分析梁厚、层间竖向模量等参数对梁极限承载力的影响.结果表明:当上、下层梁厚度相同或下层梁更薄时,不论层间竖向模量取多大都是上层梁先屈服;层间竖向模量趋近于无穷时,上下层梁的挠曲线相同,极限承载力趋近于双层叠合梁的极限承载力,此时结构退化成双层叠合梁;当层间竖向模量与地基反应模量之比大于5000时,上、下层梁竖向拉压变形对梁极限承载力的影响超过3%,应予以考虑,宜采用广义模量计入梁截面竖向拉压变形的影响.

弹塑性地基梁在ABAQUS中的开发与应用

在Winker弹性地基梁的理论上,考虑地基土体的弹塑性性质、地基弹簧受拉脱开、多结点曲形地基梁单元,在ABAQUS二次开发平台UEL上开发了弹塑性地基梁的单元子程序。以实际P-s曲线出发,导出地基土体的一维弹塑性本构关系,用于计算弹塑性地基梁的基床系数。通过算例验证,对比解析解与数值解,验证了所编制单元子程序的正确性。结合具体的工程实例,分别选用土体基床系数为线弹性和弹塑性。结果表明:在考虑地基土为弹塑性时,其内力值明显大于地基土为线弹性时的内力。采用弹塑性地基梁理论进行地下结构设计,具有重要的工程意义。

弹性地基梁受撞击的弹塑性动力响应

利用有限差分法,对在中点受到质量块垂直撞击的弹性地基上自由梁进行了弹塑性数值计算,通过对响应早期梁中弯矩的分布与变化规律的分析,阐明了响应过程中弹性弯曲波的传播特征以及与塑性波的相互作用,为建立准确的分析模型和实际工程实践提供了指导。

埋地悬空管道弹塑性受力分析与计算

埋地管道在各类地质灾害的作用下,可能导致管道下方土层塌陷或流失,使管道局部处于悬空状态,严重威胁管道的安全运行.首先,基于弹塑性地基梁理论,根据管道不同受力情况将管道划分为悬空段、塑性段和弹性段,分段建立管土相互作用下管道挠曲微分方程,并结合边界条件和连续条件给出悬空管道挠度和内力的求解方程;其次,采用遗传算法求解悬空管道挠度,以提高计算效率与计算精度;最后,忽略管道的轴向荷载,推导出悬空管道塑性区长度上限值.算例分析表明,与文献中的悬空管道力学模型相比,理论解与有限元数值模拟吻合最好,可用于工程设计与分析.

超高层巨型框架结构主次框架相互作用研究

为研究巨型框架结构中主次结构相互作用特征,对一典型的超高层巨型框架结构展开了弹性及弹塑性动力分析,研究主次框架相互作用的楼层分布特征。弹塑性非线性模型合理考虑了材料的非线性本构特征及构件的刚度退化、强度退化及滑移等非线性力学特征;只保留初始刚度特性建立对应的弹性模型。对主次结构相互作用的时程反应极值分布展开分析,结果表明主次框架相互作用力沿高度呈中大边小的弦状曲线分布,反映了主次框架间具有弹塑性地基梁的相互作用模式。