倾斜荷载下基桩P-Δ效应等效弯矩有限元迭代法

假定桩身位移为三次幂函数,结合倾斜偏心荷载下单桩受力微分方程确定的桩身弯矩、剪力与桩身水平位移关系,引入等效附加弯矩概念,提出了基桩P-Δ效应的等效弯矩有限元迭代法,编制了Matlab分析程序,并结合算例对成层地基中倾斜偏心荷载、桩自重、水平分布荷载、竖向分布荷载和竖向荷载综合作用下基桩内力位移进行了分析。结果表明:等效弯矩有限元迭代法用于倾斜荷载下基桩P-Δ效应计算分析是有效的;当墩身较高时,墩身倾斜、墩顶偏心弯矩、水平力等对基桩产生的P-Δ效应显著。

倾斜荷载下基桩P-Δ效应等效剪力有限元迭代法研究

假定桩身位移为三次幂函数,结合倾斜偏心荷载下单桩受力微分方程确定的桩身弯矩、剪力与桩身水平位移关系,在此基础上引入等效剪力增量概念,提出了基桩P-Δ效应的等效剪力有限元迭代法,相应编制了Matlab分析程序,并结合算例对成层地基中倾斜偏心荷载、桩自重、水平分布荷载、竖向分布荷载和竖向荷载综合作用下基桩内力位移进行了分析。结果表明:等效剪力有限元迭代法用于倾斜荷载下基桩P-Δ效应计算分析是有效的;当墩身较高时,墩身倾斜、墩顶偏心弯矩、水平力等对基桩产生的P-Δ效应显著。

高强钢材焊接工字形截面受压构件有限元分析

运用通用有限元软件ANSYS建立三维有限元模型,模拟两端铰接的高强钢材焊接工字形截面轴心受压与偏心受压的受力性能,并用国内外试验数据验证有限元模型的正确性。在有限元模型建立过程中,对不同强度等级(460,690,960MPa)的高强钢构件进行模拟,充分考虑多种非线性因素以保证模型的正确性。为了充分验证模型,对不同强度等级、构件长度、截面尺寸的构件进行有限元计算,将计算得到的极限承载力与试验结果对比。在此过程中,采用初弯曲等效模型与弯矩等效模型分别模拟轴心受压构件和偏心受压构件。结果表明:该有限元模型有足够的精度,可以较好地模拟实际构件受力性能。

对拟力法理论中塑性弯矩和动力方程的分析与讨论

探讨了拟力法理论中塑性弯矩表达式的理论意义,引入塑性刚度对公式进行修正,得到修正后的拟力法基本公式.最后,以数值分析算例比较了改进前后两种方法的计算结果.结果表明,修正的拟力法计算结果偏于安全,不仅保留了拟力法计算效率高的优点,公式物理意义更易被理解.

舰船水润滑轴承等效支点预测及轴系迭代校中

针对舰船推进轴系力学建模时,主观假设的水润滑艉轴承等效支点位置对轴承材料和结构的考虑不足的问题,本文开展考虑轴倾斜及轴承因素的水润滑艉轴承等效支点位置预测及轴系迭代校中方法研究。建立了基于有限元法的艉轴承接触力学模型,以轴线倾角、轴承长径比和内衬弹性模量为控制变量,计算了125种组合方案下轴承的接触压力分布,揭示了三因素对等效支点位置的影响规律并构造了等效支点位置拟合计算式,创新提出了融合等效支点位置计算的推进轴系迭代校中算法。研究结果表明:等效支点位置计算式具有较高的预测精度,7个新算例的拟合公式解与有限元解的最大相对误差小于4%;相比普通三弯矩法,后艉轴承支反力的迭代校中计算结果与有限元结果的相对误差减小了60.22%。

工字梁在弯矩和均布荷载作用下的整体稳定

利用ANSYS通用有限元分析软件,分别计算了5种跨度为6,8,9,10,12m的工字梁在一端弯矩和上翼缘横向均布荷载共同作用下的整体失稳。根据有限元分析结果,拟合了双轴对称等截面工字梁在一端弯矩和上翼缘横向均布荷载共同作用下的等效临界弯矩系数βb的回归公式,以期为GB50017-2003《钢结构设计规范》充实等效临界弯矩系数的计算公式提供参考。

库房楼面等效均布活荷载取值方法探讨

工业建筑中的大型仓储类库房,楼面一般都有货架和叉车共同作用。本文以某核电厂库房为例,根据规范方法分别对用于不同结构构件内力计算的楼面等效均布活荷载进行计算分析,并讨论了不同类型的楼板等效均布活荷载的取值。另外,使用有限元软件ANSYS进行对比分析,对不同计算方法的取值进行了探讨,对今后的设计工作有一定的借鉴意义。

上下翼缘同时受荷的工字形钢梁整体稳定性分析

现行钢结构规范中没有工字形钢梁在上翼缘均布荷载、下翼缘跨中集中荷载作用下整体稳定的计算方法.采用能量法推导出这两类荷载作用下双轴对称工字形钢梁的临界承载能力计算公式,总结了荷载比例系数对临界弯矩的影响规律.并采用有限元方法对该理论公式进行验证,在荷载比例小于3时,计算结果与理论公式吻合较好.在此基础上,通过计算分析提出了这类荷载作用下工字形钢梁的等效临界弯矩系数的计算公式,该公式具有较好的计算精度.

上下翼缘同时受荷的HM,HW型钢梁整体稳定性分析

现行钢结构规范中没有给出HM,HW型钢梁在上翼缘承受均布荷载、下翼缘承受跨中集中荷载作用下整体稳定的计算方法.根据能量理论得到的结果,考虑屈曲前变形对弯扭屈曲影响,得出上述荷载作用下双轴对称HM,HW型钢梁的临界承载能力计算公式,总结了荷载比例系数对临界弯矩的影响规律.采用有限元方法对该理论公式进行验证,在荷载比例小于3时,有限元解与理论解相差基本在5%以内.提出了这类荷载作用下钢梁的等效临界弯矩系数的计算公式.该公式最大误差不超过8%,平均误差在3%左右.

深层搅拌桩墙围护结构裂缝成因探讨

针对基坑支护中深层搅拌桩墙围护结构出现的开裂,采用Mindlin厚板理论对其受力与变形性状进行弹塑性分析,建立了墙体的厚板力学模型和三维有限元分析模型,并编制了有限元分析程序;基于墙体受到纵向弯矩、横向弯矩和扭矩的综合作用,提出采用等效弯矩法评价墙体的综合抗弯性能;利用所编制的程序,获得了某基坑深层搅拌桩墙围护结构墙体水平位移和等效弯矩的空间分布规律;计算结果表明,墙体东侧环球广场横向支撑附加力的作用是使墙体形成破裂面的主要原因。

受弯圆弧拱平面外稳定承载力分析

为建立压弯钢拱平面外稳定承载力设计方法,对承受弯矩作用的受弯圆弧拱的稳定承载力进行系统研究,考察弯矩对其面外稳定的影响。采用有限元分析方法,考虑截面形式、初始几何缺陷、残余应力、矢跨比、拱脚条件及端弯矩比例的影响。首先针对均匀正弯矩作用,基于正则化长细比给出了焊接工形截面、焊接箱形截面及热轧圆管截面拱的平面外稳定曲线;之后对于不同比例的端弯矩作用下不均匀受弯情况,提出了平面外稳定承载力计算的等效正则化长细比法和等效弯矩系数法,为压弯圆弧拱设计方法的建立奠定基础。研究表明:采用正则化长细比,均匀正弯矩作用下圆弧拱的平面外稳定系数可采用与直梁类似的平面外稳定曲线;不等端弯矩作用的情况需引入等效正则化长细比或等效弯矩系数,以考虑弯矩梯度和负弯矩作用的影响;提出的两种平面外稳定承载力计算方法与大挠度弹塑性有限元分析结果吻合较好。