变曲率曲梁的单元等效节点荷载分析

研究目的:变曲率曲线梁在工程中得到广泛的应用,对其进行数值分析时,需建立变曲率曲线梁的单元刚度矩阵和节点荷载矩阵。因跨间集中荷载和均布荷载无法直接参与计算,需将其转换为等效节点荷载。本文主要研究目的是获得变曲率曲线梁跨中集中荷载的等效荷载矩阵。在极坐标系下,依据虚功原理,推导出一端固定的悬臂梁在跨间荷载作用下的悬臂端位移,再依据位移等效和内力等效得到曲梁单元一端的等效节点力,进而根据静力平衡条件得到单元另一端的等效节点力与等效节点荷载矩阵。研究结论:以两端固定的曲线梁在跨间集中荷载作用下为例,利用MATLAB编程与ANSYS有限元计算结果进行了对比,算例中竖向位移和扭转角误差较小,两者相差都在5%以内,得到如下结论:(1)等效节点荷载矩阵是正确的,验证了对变曲率曲线梁计算的有效性;(2)等效节点荷载矩阵的元素可用带参数的显函数表达,且所有参数都可直接引用;(3)推导的变曲率曲梁等效节点荷载矩阵可用于含等曲率梁的杆系结构的有限元分析。

十字交叉基础梁的节点荷载分配问题

给出了文克尔地基上十字交叉基础梁包含有限长梁及节点不在梁端的半无限长梁的节点分配荷载的一般公式．

矩阵位移法中非节点荷载类型的拓展

矩阵位移法是以计算机作为计算手段求解结构内力的一种方法。矩阵位移法要求计算过程的程序化和通用性。在建立位移法基本方程时,要计算由非节点荷载引起的单元固端约束力,非节点荷载基本类型一般为七种,其固端约束力计算表达式均为已知。但实际作用在结构上的非节点荷载很复杂,为了使按矩阵位移法编写的程序有更好的实用性,可以增加非节点荷载类型,给出相应的固端约束力的计算表达式。

损伤梁单元等效节点荷载的计算及应用

分析了基于有限元刚度法形成单元等效节点荷载的局限性,通过引入截面割线柔度,研究了基于有限元柔度法理论计算损伤梁单元等效节点荷载的方法.由于不需要迭代,该方法能与经典结构非线性分析体系完全兼容.采用自主开发的结构非线性分析软件,对钢筋混凝土框架结构进行非线性全过程分析.研究表明,考虑了损伤的梁单元等效节点荷载,可更准确地反映结构在强非线性阶段的实际受力情况,提高计算效率,改善结构非线性分析的收敛性和稳定性.

空间网格结构施加等效节点荷载的ANSYS实现

对荷载准确的计算是结构分析的关键环节,而通用有限元软件用于空间网格结构在进行均布荷载导算等效节点荷载的工作时,一般都存在一定的局限性,给分析工作带来不便。针对有限元软件ANSYS在对空间网格结构施加等效节点荷载时存在的问题,给出解决问题的思路以及在ANSYS软件中的实现方法和空间网格结构批量施加等效节点荷载的主要宏模块及宏流程,并利用ANSYS软件自带的APDL(ANSYS Parametric Design Language)参数化设计语言编写此宏命令,实现了在ANSYS中选择网格节点后,程序根据所选节点自动搜索网格、导算等效节点荷载等功能。

曲梁的单元刚度矩阵和节点荷载列阵

建筑物中预应力混凝土曲梁的应用越来越广泛 ,由此对圆弧形曲杆进行单元分析。本文根据结构力学基本原理导得圆弧形曲杆的单元刚度矩阵 。

三维框架单元温度变化时的等效节点荷载

通过材料力学的方法导出三维框架单元在温度变化时的等效节点荷载 。

基于Winkler地基Timoshenko梁理论的十字交叉条形基础节点荷载分配分析

考虑十字交叉条形基础截面剪切变形影响,利用Winkler地基Timoshenko梁无限长梁在集中力、集中力偶作用下的变形和内力关系,推导了带悬挑的半无限长梁的集中力、集中力偶作用下的悬挑系数计算公式。当条形基础抗剪刚度趋于无穷大时可退化成不考虑剪切变形影响的Euler梁理论结果,因此该文公式是一种通用公式。剪切变形对集中力的悬挑系数影响大、对集中力偶的悬挑系数影响小。对于节点较密、截面尺寸较大、对变形敏感的十字交叉条形基础,应该考虑截面的剪切变形影响。根据静力平衡条件和变形协调条件,建立了可同时考虑截面剪切变形和节点集中力、集中力偶作用的带悬挑十字交叉条形基础的节点荷载分配的统一公式。算例结果显示:虽然节点处作用的集中力偶较小,但其可以改变竖向荷载在节点x、y两方向上的分配,力偶数值越大,影响越明显。考虑条形基础截面剪切变形影响后,计算的节点荷载分配更均匀。

非节点集中荷载作用下索拱结构实例分析

索拱结构是大变形组合结构。本文对索拱结构在非节点集中荷载作用下的受力进行分析，并得出非节点集中荷载作用下，两节点间做成折线形拱比直线形拱受力性能好。

钢结构梁中节点荷载、弯矩与剪应力的相互作用（英文）

目的:通过深入的数值分析研究面内综合加载条件下钢板的临界屈曲荷载变化规律。创新点:1.提出一个确定钢梁在平面荷载作用下的临界屈曲系数的新公式;2.通过与有限元分析结果对比以修正参数并获得解析公式的高精度。方法:1.采用有限元分析软件Strand 7研究矩形钢板在节点荷载、弯矩和剪应力综合作用下的弹性稳定性;2.针对节点荷载长度、载荷大小、板长宽比和长径比等参数分析对综合加载条件下的钢板稳定性的影响;3.借助一个实际的例子验证解析公式的有效性。结论:1.通过与有限元结果的比较,解析公式均表现出较高的精度,误差均在有限范围内且不受板几何形状的影响;2.节点荷载、弯矩和剪应力的综合作用通过减小板临界抗屈曲性导致钢板的屈曲失效;3.综合加载会导致临界抗屈曲性减小一半。

螺栓球网架杆件在非节点横向荷载作用下承载力的有限元分析

运用ANSYS有限元程序 ,研究了在轴向力与非节点横向力共同作用下网架螺栓球节点杆件的受力性能 ,得出其应力分布状况及弹性极限承载力 ,并提出了螺栓球网架杆件在非节点横向力作用下承载力的计算公式。

一般半刚性节点连接框架结构分析方法

研究对象为任意节点连接和任意支撑的平面框架。一般梁单元由等截面直杆及其杆端的轴向弹簧、切向弹簧和转动弹簧组成,推导得到此类单元的刚度矩阵、单元在8种基本荷载作用下的等效节点荷载。采用Matlab语言编写了适用于一般节点非线性连接框架的静力分析程序,非线性形式为指数函数或多项式函数,可以得到结构不同连接刚度下的节点位移、杆端位移和杆端力。算例显示出节点柔度对结构受力和变形的影响。

阶梯形框架-剪力墙结构的解析有限元法

为克服框架-剪力墙结构理论解析解只适应等刚度和均布荷载、倒三角形分布荷载和集中荷载作用,无法解决变刚度、复杂荷载作用分析的不足,利用固接体系框架-剪力墙微分方程的奇次解,建立了解析有限元列式,推导了单元在均布荷载和倒三角形分布荷载作用下的非节点荷载等效公式,给出了剪力在框架、剪力墙中分配的有限元算法。对所建立的有限元列式和非节点荷载等效公式进行实例验证,比较了解析有限元和常规有限元随网格密度变化的收敛性能,验证了解析有限元在阶梯形变刚度框架-剪力墙结构分析中的适应性能。得到了解析有限元结果与理论解完全一致,解析有限元不依赖网格密度、收敛性能优越等结论。本文所建立的解析有限元为变刚度框架-剪力墙结构提供了一种简便的分析工具。

输电铁塔导地线设计荷载的计算软件开发

综合考虑高压输电线路直线塔和耐张塔导地线设计荷载的计算过程,采用VisualC++语言设计和实现了导地线设计荷载的自动计算程序。深入剖析电气荷载向节点荷载的转换过程,给出了直线塔V串挂线形式的荷载转换方法和计算公式。该程序具有交互性友好的界面,可以大大节省铁塔结构设计人员的工作量。

侧向荷载桩的非线牲分析

本文给出了由试桩实测弯矩建立P-y曲线的一种新途径。其特点是概念清晰、运算简便、准确,为确立P-y曲线及地基系数的分布规律提供了有力的工具。本文还提出了用P-y曲线进行侧向荷载非线性分析的有限元数值方法。对镇江大港原型试桩采用上述方法进行了分析。

发电厂干煤棚螺栓球节点网架节点破坏分析

通过分析螺栓球网架节点破坏现象,阐述了节点破坏原因。现场调查、模拟试验及断口分析表明,高强度螺栓断口平齐,断口未见颈缩,不是受拉破坏。高强度螺栓断裂破坏主要由弯曲及剪切引起,其抗弯和抗剪能力小于横向荷载产生的弯矩和剪力。钢管杆件未发生断裂破坏,说明钢管杆件的抗弯抗剪能力大于高强度螺栓。节点抵抗非节点横向荷载的能力较弱。

PKPM结构计算软件中柱下独立基础设计荷载的选用

PKPM结构设计CAD系列软件是国内结构工程师的主要设计工具之一,本文从独立基础计算要求和国家设计规范要求出发,对PKPM结构计算软件中基础设计时荷载的选取进行了较详细的分析。

高层框架结构梁柱节点施工注意事项

在高层框架结构中,节点作为联系整个结构体系的枢纽,既是承受梁、柱、板等各种荷载的受力点,也是模板、钢筋、混凝土工程等多种交汇施工的重要部位,在实际施工中存在着各种隐患。本文剖析了高层框架结构梁柱节点施工中的问题,并提出相应的处理方法。

SV波斜入射下Nam Ngum 5拱坝-库水-地基系统的地震响应分析

基于黏弹性人工边界与相应地震动输入方法,推导了任意角度下三维SV波斜入射时的等效节点荷载,构建了考虑地震波斜入射的三维黏弹性静-动力统一人工边界,探究了三维情况下混凝土拱坝在地震波斜入射时的地震动响应,应用于Nam Ngum 5重力拱坝-库水-地基系统的地震响应分析中。研究结果表明:当SV波斜入射角度逐渐增大时,坝体关键点的顺河向位移、主应力以及动水压力峰值均呈现逐渐增大的趋势,横河向位移呈现逐渐减小的趋势;其中25°与0°入射相比,坝顶点顺河向位移从0增加至0.15 m,横河向位移影响较小仅减小0.011 m;坝踵点、坝趾点主应力与斜入射角度存在明显差异,当入射角度为25°时,主拉应力与主压应力峰值相较于垂直入射分别增加了1.41 MPa与3 MPa;坝踵处动水压力峰值也在入射角度为25°时达到最大为0.33 MPa与-0.29 MPa;需要在类似实际工程设计中应考虑地震波斜入射的影响。

钢结构通廊的结构体系分析与荷载计算

根据《现代矿山工程施工图集与施工设计新技术实用手册》,结合工程实例,对钢结构通廊的结构受力体系与荷载控制进行了详细分析,解决了通廊受荷计算的问题,并为杆件的优化选型做好了前期铺垫。