杆件结构几何非线性分析的梁柱单元

采用稳定函数考虑单元P-δ效应,建立了空间弹性梁单元方程.梁单元的内力计算考虑了总量算法、增量算法、总量算法并考虑弓形效应以及增量算法并考虑弓形效应四种不同情况.通过典型算例的几何非线性分析,对比了四种自编梁单元以及ANSYS中的BEAM4和BEAM189单元的精度.进行几何非线性分析时,总量算法优于增量算法;当采用总量算法并考虑弓形效应时,自编梁单元几何非线性分析的精度优于BEAM4单元的,与BEAM189单元相当,甚至略优于BEAM189.

变截面梁对框架柱无侧移失稳时的约束

根据数值计算结果拟合出楔形构件高精度的转角-位移关系。根据单段楔形构件的4个约束刚度系数,对单段、两段、三段变截面构件组成的钢梁在刚架发生无侧移失稳时对钢柱的转动约束进行分析,给出了高精度的计算式。这些公式可以方便柱子稳定性的计算,也可方便软件的编制。

弯曲缩短对杆件结构非线性分析的影响

为了考察弯曲缩短对杆件结构非线性分析的影响(弓形效应),利用ANSYS用户可编程特性(UPFs)研究了考虑弓形效应的实用方法,采用ANSYS数值模拟方法对若干杆件结构算例进行了弹性及弹塑性大位移分析。算例分析结果表明:对于扁平刚架等易发生跃越失稳的结构,弯曲缩短的影响大,分析时应予以考虑;而对于普通矩形框架结构,弯曲缩短的影响可以忽略不计。采用弓形函数的近似表达式可有效考虑弯曲缩短效应。