梁系结构上限极限分析的弹性模量缩减法

结合线弹性梁系有限元法和弹性模量缩减法,提出了梁系结构上限极限的分析方法。该方法根据构件截面广义屈服准则定义了梁系结构的单元承载比,得到了弹性模量缩减法的模量调整策略,利用梁系有限元法构造出了逼近极限状态的广义应力场以及系列机动允许位移场;同时推导出考虑弯矩和轴力共同影响下的梁单元弹性应变能和塑性耗散功计算公式,建立了梁系结构上限荷载乘子迭代算法。该算法继承了弹性模量调整法原理简单、应用方便等优点,并可应用于具有不同几何特性和材料特性构件构成的复杂结构中。算例分析表明:本文算法具有良好的计算精度和迭代稳定性,通常可在30个线弹性迭代步以内得到与解析法或其他算法在4%以内的极限分析结果。

梁系结构二阶分析的单元模型

以梁单元平衡微分方程为基础,推导了考虑剪切变形影响的空间梁单元位移插值函数,用于模拟结构中无轴力的杆件.利用Maclaurin级数统一了空间梁柱单元在拉、压两种情况下的不同位移插值函数,与稳定函数表示的位移插值函数等价,用于模拟结构中有轴力的杆件.推导了包含轴向变形、剪切变形、双向弯曲、扭转及其耦合效应的二阶单元切线刚度矩阵.从计算精度与总体刚度矩阵的正定性两方面考虑确定了位移插值函数中级数的展开项数.对承受不同轴压力的悬臂梁梁端位移进行计算,表明所提出的单元模型可以很好地体现二阶效应的影响.利用不同单元模型对单层柱面网壳进行对比分析,表明所提出的梁系结构二阶分析单元模型具有较高的计算精度与效率,可以很好地反映单层柱面网壳的几何非线性.

梁系结构焊接变形计算机辅助预测系统

介绍了以焊接变形经验公式和试验数据为基础 ,结合数字化技术 ,预测梁系焊接构件焊接变形的系统构建与实现。该系统既避免了仅凭个人经验来预测梁的焊接变形而引起的偏差 ,又省去了采用复杂耗时的各种数值计算 。

冷却塔淋水构架梁系结构参数化设计与优化

基于参数化设计原理,开发了淋水构架梁系结构参数化交互设计程序,实现了梁系结构的空间自动布置、工程量快速统计、内力计算与自动配筋等功能,显著提高了设计效率与设计质量,方便了设计人员进行优化设计。结合国内某冷却塔淋水构架梁系工程设计实例,对淋水层与配水层梁系结构进行了方案设计和优化研究,通过对不同设计方案的结构安全性、适用性、经济性进行比较,给出了优化设计方案,验证了程序的实用性和高效性。

向家坝水电站一级垂直升船机船厢室段高程393.00m机房层梁系结构分析及横梁计算

向家坝水电站是金沙江上具有发电、防洪、航运等巨大综合效益的特大型水电站,其中一级垂直升船机是枢纽工程主要建筑物之一。在一级垂直升船机中,塔楼是关键性建筑物,而高程393.00m机房层梁系结构又是塔楼的关键。在水工结构设计中,对于大体积混凝土结构,一般采用弹性应力进行配筋。对于升船机结构中的大体积混凝土结构部分,可以通过整体建立模型的应力等值线图,根据指定剖面的拉应力值和拉应力范围进行配筋。而对于升船机上部的梁板可以则按叠加原理将应力等效为截面上的内力(轴力、剪力和弯矩),按内力进行配筋。

分步DQEM法及其在变刚度梁系结构分析中的应用

提出了适于变刚度结构静力分析的分步ＤＱＥＭ法，并给出了运用该方法分析变刚度梁系静力弯曲问题的计算格式．文中附有若干算例．

半刚性连接三维梁系钢结构弹性分析的普遍模型

本文基于基本假定 ,从空间梁单元的经典刚度方程出发 ,通过引入梁单元的虚拟连接刚度 ,经严格的数学推导 ,建立了端部具有任意连接刚度的空间梁单元半刚性连接刚度方程。从而进一步得到了半刚性连接空间梁系结构的统一模型 ,并通过对空间钢框架结构进行分析 ,证明了该模型的普遍性和有效性。

不同布索方式的正交梁系结构在车站雨棚中的应用

大跨度无站台柱雨棚设计是火车站建设的一个重点,它要求柱距大、跨度大.在各种大跨结构体系中如双层网架、柱面网壳、弦支网壳、张弦梁、实腹拱、拱形桁架、悬索、膜结构等,正交梁系结构由于其结构简洁、受力合理等优点而被广泛应用.论文对不同布索方式的正交梁系结构在车站雨棚中的应用进行了研究,探讨了不同布索方案对结构静、动力性能的影响,分析了结构的特征值屈曲和非线性屈曲,并采用弹性时程分析法比较了各方案抗震性能.研究结果表明合理的布索方案能有效改善正交梁系结构的承载力和抗震性能.

向家坝升船机船厢室393.0米高程纵横梁系施工

为使向家坝升船机船厢室段393 m高程纵横梁系及平台板施工顺利进行,参考三峡升船机船厢室段施工经验,对预制梁、叠合梁、贝雷架和钢桁架施工方案进行了研究比选。经综合对比分析,决定纵横梁系施工采用外悬式钢桁架方案,顶部现浇平台板采用"预制板+现浇板"的结构型式。按此方案施工,实现了质量、安全生产零事故的"双零"目标。可为类似大跨度梁系及平台板工程施工提供借鉴。

梁系建模方式对弧形钢闸门运行特性的影响

以某水电站溢洪道弧形钢闸门为例,利用ANSYS软件建立弧形钢闸门的两种不同的有限元模型。以闸门开启瞬间为运行工况进行静力学分析和自振分析,比较两种有限元模型主要构件的最大折算应力值及其分布,以及闸门的自振频率和各阶振型图。结果表明:模型2的复核计算较模型1更为安全,两种方式的自振频率差异很小。因此,在闸门分析中应尽可能采用第二种建模方式。

某门面改造项目钢结构设计的探讨

本文通过对某门面改造项目新增结构特性以及新增荷载对原有结构构件影响的分析,阐述了钢结构方案在工程改造中具有布置灵活、自重轻、减小新增荷载对原结构影响等优点,是一种值得推广的设计方案。

任意半刚性连接空间梁单元的显式刚度

基于半刚性连接钢框架结构的基本假定,经过严格的数学推导进一步给出了半刚性连接空间梁单元的刚度矩阵和固端等效结点荷载的显式形式。各单元的连接刚度均由一组介于0～1之间的无量纲刚度因子表示,当这些因子取不同数值时,模型将分别退化为理想铰接结构和完全刚性连接的空间刚架,并可方便地分析任意连接的混合杆系结构(如空间受弯构件与轴向受力构件的组合结构)而无须增加任何计算工作量。通过算例证明了该模型的正确性。

基于非线性梁理论的有限质点法

有限质点法是以向量式力学为基础,用有限数量的质点来模拟结构的变形行为,质点的运动由牛顿运动定律来计算。在有限质点法中,质点通过构件相连,构件约束着质点的运动,并且其内力由质点的运动变量来描述。基于向量式力学的基本思想和非线性梁理论,提出了一种新的有限质点法,该方法在共旋单元坐标系中描述梁的非线性变形。以空间梁系结构为例,推导了计算构件内力的非线性公式,并考虑了弯扭耦合变形。通过两个连续欧拉角的变换公式得到共旋坐标系的旋转矩阵。与传统的有限质点法相比,本文提出的方法避免了刚体虚转动分析。通过四个结构的数值求解,验证了本文方法在计算结构大变形响应时具有较高的精度。

爆炸荷载下RC梁系的解析分析

对梁系结构在爆炸荷载作用下的动力计算问题进行了研究,由于支承构件的变形性,梁系结构可归结为第二类的动支座问题。建立了梁系的动支座计算模型,推导并给出了梁系结构分别在弹性阶段和塑性阶段的动力计算公式,分析了影响梁系振动的主要因素和影响规律。研究表明:影响梁系结构振动的主要因素有两个,下部支承结构的基频ω0和无量纲参数ωθ,基频ω0和参数ωθ越大,上部构件的动力系数就越大。当ω0≥5ω时,下部构件对梁系振动的影响可忽略,认为上部构件是刚性支承。

网壳（Latticed Shell、Reticulated Shell）的定义

网壳是按一定规律布置的杆件通过节点连接而形成的曲面状空间杆系或梁系结构，常见的错误是将平板状的‘网架’用来称呼网壳。在英文文献中，有时Lattice当作形容词用，网壳也有叫Lattice Shell的。另外，net在中文中有‘网’的意思，但英文中从来不用Net Shell。

网壳：LatticedShell或ReticulatedShell

网壳是按一定规律布置的杆件通过节点连接而形成的曲面状空间杆系或梁系结构，常见的错误是将平板状“网架”用来称呼网壳。在英文文献中，有时名词lattice当作形容词用，网壳也有叫LatticeShell的。另外，net在中文中有“网”的意思，但英文中从来不用NetShell。