格构式构件整体稳定性分析的等效惯性矩法

通过位移比较的方法得出了格构式构件等效为实腹构件时等效惯性矩的计算公式。在不改变构件长度的情况下,实现了格构式构件到实腹式结构的等效。通过SAP有限元程序进行了大量的实例计算,计算结果表明该方法适合工程计算的应用。

等效惯性矩法分析楔形构件

对楔形构件的计算,通常采用分段等截面方法,但计算效率和精度不高,因此有必要建立楔形单元的力学模型。本文以工字形楔形梁为例,采用等效惯性矩的方法推导了楔形单元的刚度矩阵和固端反力,实现了有限元基本原理对楔形单元的求解,并进行了程序设计,将此方法应用于钢结构设计软件USSCAD中,通过与国内比较权威的钢结构设计软件3D3S的比较,本文提出的方法有较高的精度,可以满足工程设计的要求。

高层住宅墙体的合理等效惯性矩

目前,一般高层住宅钢筋混凝土结构侧移刚度过大,导致地震作用过大.本文根据水平侧移的限值导出了合理的墙体等效刚度计算公式,并给出若干常用的墙段的等效惯性矩值,可供上机计算前的方案阶段参考.

基于有限元的组合式臂架等效惯性矩计算方法研究

提出基于有限元的组合式臂架等效惯性矩的计算方法,将变刚度组合构件的稳定性计算转化成等刚度构件的等效计算,由此推算出组合构件的等效欧拉临界载荷,得出的屈曲稳定性系数理论数值与有限元屈曲分析得出的屈曲系数相一致,并通过现场试验测试,验证本计算方法的正确性。

起重机空腹桁架等效惯性矩计算

起重机上采用的空腹桁架,在其两端常带有一段实腹体,其长度l’≤l(图1)。本文想探讨一下该实腹体及节点宽度对空腹桁架等效惯性矩的影响。现将图1所示的空腹桁架分解成图2所示的计算简图。J、F及F′分别代表弦杆的惯性矩、全部截面积及腹板截面积;J_o、F_o及F_o′代表中间腹杆的惯性矩。

基于等效截面惯性矩的钢筋混凝土梁抗弯刚度计算方法

基于等效截面惯性矩概念,结合钢筋混凝土梁荷载-挠度曲线呈3阶段变化的特征,建立了钢筋混凝土梁在正截面开裂前和开裂后至纵向受拉钢筋屈服前的2阶段与作用弯矩相关的抗弯刚度计算公式.以纵向受拉钢筋配筋率和混凝土强度等级为变化参数,对12根钢筋混凝土梁进行受弯性能荷载试验.通过对比分析试验梁抗弯刚度的实测值与计算值,验证了所提计算方法的科学性和实用性.

双竖杆空腹桁架的刚度及经济性分析

为了满足空腹桁架实际工程需要,改善空腹桁架结构刚度及经济性,提出了一种双竖杆空腹桁架结构。推导了双竖杆空腹桁架等效惯性矩和等效剪切刚度的计算公式,通过刚度分析确定了双竖杆间距的合理取值。通过有限元参数化分析,验证了等效刚度计算公式的可靠性。在用钢量相同的条件下与传统空腹桁架进行静力性能对比分析,结果表明:双竖杆空腹桁架的等效剪切刚度提高0%~40%,上下弦弯矩和剪力分别减小35.3%和7.2%;腹杆弯矩和剪力减小39%。采用基于响应面法的结构优化设计方法对传统空腹桁架与双竖杆空腹桁架进行优化后对比分析,结果表明:在挠度、最大应力和型钢宽厚比满足规范的条件下,双竖杆空腹桁架少用钢材1.1 t,节省用钢量17.5%;双竖杆空腹桁架结构高度更低,空腹部分及楼层有效空间更大;双竖杆空腹桁架的整体结构刚度、内力分布和技术经济性均优于传统空腹桁架,具有很好的工程应用前景。

变截面悬臂构件挠度计算的等效柱法

基于最大位移相等原理,应用辛普生积分公式导出了变截面悬臂构件挠度计算的等效柱法,将变截面构件挠度计算的复杂积分运算转化为等截面等效柱的惯性矩计算,力学概念明确。算例表明,等效柱法简便实用,适用性广,精度较高,是变截面构件挠度计算的有效方法。

用等效惯矩法计算铁路轻型桥墩的B值

某些形式的轻型墩的横向宽度不能直接量取,因此可以虚拟一实体墩,以建立虚拟实体墩与轻型墩的惯性矩等量方程,解出虚拟实体墩的横向宽度,并以此做为轻型墩的横向宽度,计算出墩顶横向振幅及桥墩横向自振频率通常值。

矩形钢管混凝土-波纹腹板组合梁局部受压承载力研究

利用数值模拟方法对矩形钢管混凝土-波纹腹板组合梁(RCFTFG-CW)的局部承压承载力进行研究。建立了在集中荷载作用下RCFTFG-CW与波纹腹板工字形梁(IG-CW)腹板发生局部承压破坏的有限元分析模型。通过与相关文献结果对比,验证了有限元模型的可靠性。利用验证后的有限元模型研究了RCFTFG-CW的局部承压承载力、应力发展过程以及荷载作用位置对承载力的影响。分析了几何尺寸、材料特性、荷载作用长度(沿梁跨度方向)以及波纹展开长度和波长的比值对RCFTFG-CW局部承压承载力的影响。在参数分析的基础上,提出了RCFTFG-CW的局部承压承载力的设计表达式,并利用有限元分析结果验证了公式的准确性。结果表明,与IG-CW相比,RCFTFG-CW具有更高的局部承压承载力;RCFTFG-CW的局部承压承载力分别与钢管混凝土上翼缘等效惯性矩的1/4次方、腹板厚度、波纹展开长度与波长的比值、荷载作用长度呈线性增长关系;所提出的计算公式能够精确预测RCFTFG-CW的局部承压承载力。

中原地区生态湖若干水生植物弹性模量实测及分析

水生植物作为湖泊生态环境中的重要因子,对湖泊的修复治理具有关键作用。水生植物的阻水作用对湖泊蓄泄洪过程影响显著,从而水生植物对糙率的影响成为生态湖泊水力学研究的重要内容。水生植物高度与湖泊糙率密切相关,因而水生植物弹性模量是计算其变形量的重要力学性能参数。将水生植物茎秆简化为变截面悬臂梁,通过对8种水生植物弯曲变形试验,测得拉力、位移等参数,计算其弹性模量值,得到实测的8种水生植物弹性模量变化的基本范围。对比可知,这些水生植物的弹性模量均随生长龄期或总长的增长而增长。

附着式塔式起重机附着间距及悬臂高度的研究

附着式塔式起重机广泛应用于高层建筑施工中,现行塔式起重机设计规范GB 13752—1992并没有对附着式塔式起重机附着间距作出相关规定。运用等效惯性矩法建立了附着式塔式起重机的等效有限元模型,以塔身稳定性和静刚度为约束条件,分析了附着间距对塔式起重机塔身最大悬臂高度及塔身与塔臂连接处水平位移的影响,对施工过程中附着架附着间距及悬臂高度给出合理建议。

FLAC^(3D)中pile单元模拟钢筋混凝土桩的参数研究

由于三维有限差分软件FLAC3D普遍应用于地下工程,而参数的选择是否合理极大的影响了大型三维数值分析的可靠性,在对基坑围护的三维力学分析方面,采用pile单元模拟钢筋混凝土围护桩是比较好的一种方法,但是pile单元参数繁多,参数选取较为繁琐。考虑到以上因素,该文对pile单元模拟钢筋混凝土围护桩时参数进行了详细研究,提出各参数的计算公式,为此类分析的参数选择提供可参考的依据。

基于辛普森公式的变截面波形钢腹板组合箱梁弯曲和剪切变形计算

为研究变截面波形钢腹板组合箱梁弯曲和剪切变形计算问题,本文基于辛普森积分公式,推导了计算变截面波形钢腹板组合箱梁在集中荷载和自重荷载作用下弯曲和剪切变形的等效惯性矩法。以一实际单箱单室变截面波形钢腹板组合箱梁为算例,考虑施工过程中的最大悬臂80 m时的工况,利用所提方法计算了其受集中荷载和自重荷载作用下的弯曲和剪切变形。为对比分析,通过建立悬臂梁的梁单元模型和实体–壳单元模型,分别计算了悬臂梁在集中荷载和自重荷载作用下的弯曲和剪切变形。与实体–壳单元模型计算的弯曲和剪切变形相比,集中荷载作用下等效惯性矩法计算的弯曲和剪切变形误差分别为1.3%和13.4%,梁单元模型计算结果误差分别为4.6%和34.1%;自重荷载作用下等效惯性矩计算的弯曲和剪切变形误差分别为2.8%和15.8%,梁单元模型计算结果的误差分别为5.5%和29.7%。同时基于顶底板混凝土对剪切变形影响的定量分析表明,由于考虑了顶底板混凝土的抗剪效应,利用等效惯性矩方法计算的剪切变形更接近实体–壳单元模型计算结果。结果表明,提出的变截面波形钢腹板组合箱梁弯曲和剪切变形计算方法结果吻合良好,计算效率较高,适合波形钢腹板组合箱梁在施工过程中的变形分析计算。

组合式桁架臂稳定性有限元数值方法研究

作业的高要求促使起重机臂架向组合臂方向发展,臂架系统的稳定性愈显突出。现有商用有限元软件存在建模复杂、计算不收敛等不足,为提高建模计算效率,建立了臂架稳定性计算系统。首先分析臂架结构特性,对臂架系统进行力学简化;然后通过惯性矩等效方式将臂架从格构式结构简化为实腹式梁结构,在等效过程中考虑拉板效应和扭转惯性矩的影响;最后基于MATLAB平台完成算法并形成计算系统,实现计算的参数化及批量化。对比结果表明该系统具有精确性和快速性。

基于裂缝分布的开裂钢筋混凝土梁抗弯刚度计算

为了准确描述开裂钢筋混凝土梁的抗弯刚度,提出了一种综合考虑裂缝分布的刚度计算方法.基于裂缝的数量和位置信息,确定裂缝的影响范围;基于裂缝的深度信息,建立裂缝附近梁截面的非线性应变分布模型.利用内力平衡方程求解模型中的未知量,得出整个钢筋混凝土梁的应变分布,进而得到全梁的等效惯性矩分布.利用梁单元有限元法计算带裂缝钢筋混凝土梁在外荷载下的响应.算例中位移计算结果同实验数据吻合良好,提出的抗弯刚度计算方法能够准确反映开裂钢筋混凝土梁刚度随裂缝分布的变化.

钢筋砼异型柱框架设计浅析

本文对异型柱框架与普通框架的两个主要不同受力特性进行了分析探讨 ,提出了简便常用的计算修正方法 ,对实际中存在的设计隐患、设计构造等方面容易忽视的问题进行了浅析和建议 ,并对结果进行评价。

不同倒角形式对空腹梁受力性能影响的试验研究

为研究空腹梁的承载力和挠度受设置倒角与否、倒角形式、开孔尺寸大小、孔洞长高比及孔洞分布等因素的影响程度,通过改变各影响因素,设计了5根试验梁进行承载力和挠度试验,并与Abaqus模拟结果对比。结果表明:当达到挠度容许值时,抗剪键与梁肋交接点处不设置倒角的空腹梁承载力只有设置倒角空腹梁的80%左右;设置等腰直角三角形倒角与设置1/4圆弧倒角对空腹梁承载力的影响不大;孔洞长高比是影响空腹梁承载力的一个重要因素,孔洞长高比取2左右为宜;倒角与梁肋交接点处为空腹梁的薄弱部位;构造措施合理的空腹梁承载力受挠度控制,挠度试算时其等效惯性矩可取实腹梁理论惯性矩的55%。

全地面起重机组合臂架系统非线性分析

由伸缩主臂、格构式变幅副臂、超起装置、拉索等组成的组合臂架是全地面起重机一种典型的配置,为简化组合臂架系统分析的建模过程,提出一种基于有限元软件的简化计算方法。基于等效惯性矩法,将格构式副臂等效为实腹式结构,建立实际组合臂架结构和等效后的简化结构,并对两种结构进行几何非线性分析。分析结果表明,本文提出的全地面起重机组合臂架系统几何非线性分析的简化分析方法可有效提高全地面起重机组合臂架设计计算的效率。