高层框架非线性动力极限承载能力新方法分析

提出了高层框架非线性动力极限承载能力分析的新方法。首先,介绍了高层框架动力分析的QR法,它比有限元法分析高层框架及大型复杂结构动力问题优越。其次,利用结构双重非线性动力理论及QR法建立了高层框架非线性动力分析的新模型,克服了有限元法分析高层框架及大型复杂结构非线性动力问题的缺陷。其三,利用样条加权残数法创立了结构非线性动力分析的新算法,它是一种无条件稳定的新算法,比Wilson-θ法及Newmark法优越。最后,利用VC++语言编制了有关计算程序并进行计算。结果表明这种新方法经济有效。

潜艇内部有平台支撑的平面舱壁极限承载能力非线性有限元计算

对由平台支撑的潜艇内部平面舱壁这种新型结构进行非线性有限元分析,得到结构的极限承载能力,分析结构上应力分布规律,探讨结构的塑性破坏机理。

大深度载人潜水器极限承载能力非线性有限元分析方法研究

大深度载人潜水器载人舱的极限承载能力是载人潜水器安全性的保障,在设计制造中非常关键。基于非线性有限元方法,对大深度载人潜水器球形载人舱极限承载能力进行了分析计算,提出了大深度载人潜水器球形载人舱极限承载能力非线性有限元计算中的影响因素,并与极限承载能力设计建议公式计算结果进行对比,验证了非线性有限元分析方法和设计建议公式的广泛适用性,为大深度载人潜水器建造规范和检验指南的制定奠定了基础。

钢筋混凝土拱桥面内极限承载能力的非线性分析

建立了平面杆系UL列式的几何非线性与材料非线性耦合分析方法 ,并编制非线性分析程序。采用所编的程序对文献 [2、 6]提供的两个模型拱进行了计算分析 ,通过对拱桥结构的非线性屈曲分析 ,给出了拱顶挠度-荷载的关系曲线 ,可以看到拱桥结构的屈曲与压杆失稳是有差异的 ,拱结构在极值荷载点没有明显的屈服台阶 ,挠度 -荷载曲线在达到峰值点立即进入下降段 ;在对模型拱进行几何与材料非线性分析中 。

非线性分析方法及其工程应用——钢筋混凝土拱桥的面内极限承载能力计算分析

本文建立了平面杆系UL列式的几何非线性与材料非线性耦合分析方法,并编制非线性分析程序。采用所编的程序对文献[2][6]提供的两个模型拱进行了计算分析,通过对拱桥结构的非线性屈曲分析,给出了拱顶挠度-荷载的关系曲线,可以看到拱桥结构的失稳与压杆失稳是有差异的,拱结构在极值荷载点没有明显的屈服台阶,挠度-荷载曲线在达到逢值点立即进入下降段;在对模型拱进行几何与材料非线性分析中,可以看到模型拱的极限承载能力主要受材料非线性的影响。

萧山机场T4航站楼钢结构屋盖非线性稳定极限承载能力分析

对萧山机场T4航站楼钢结构屋盖进行线性整体稳定分析和非线性整体极限承载力分析,其中非线性分析考虑几何缺陷及材料非线性影响。分析结果为结构设计提供依据,相关的研究结果也可为类似工程的稳定性分析与设计提供参考。

钢筋砼高桥墩的复合非线性极限承载能力研究

通过运用考虑几何非线性的结构弹塑性极限分析方法,对某山区高速公路桥梁中的钢筋混凝土高桥墩(H=45m)的极限承载能力及结构延性等进行了初步研究。分析结果表明由于高墩柱的结构存在几何非线性非常明显,采用通常线弹性方法计算在过大水平力作用下的墩顶水平位移将会带来相当大的误差,设计中应充分引起注意。主题词:复合非线性;极限承载能力;

平列式公铁两用钢桁梁桥极限承载能力分析

以某平列式公铁两用钢桁梁桥为研究背景,对该钢桁梁桥在不同荷载工况下或使用不同强度材料情况下的极限承载能力进行研究,利用ANSYS软件建立有限元模型,并考虑双重非线性效应,开展了不同荷载布置和不同强度材料对该桥极限承载能力影响的研究。分析结果表明:不同荷载布置形式对该桥极限承载能力有所影响,其中最不利荷载工况为单倍恒载+全幅半跨活荷载,计算得到其活载系数λ为6.68,极限安全系数m为2.11;随材料强度的提高,该桥活载系数λ和极限安全系数m也会相应提高。

考虑材料非线性的RC冷却塔风致动力破坏研究

为明确RC冷却塔的风致动力破坏过程和极限脉动风荷载,采用ABAQUS对一代表性结构进行了计算。以分层壳单元模拟塔筒,分别采用塑性损伤模型和双折线模型模拟混凝土和钢筋的非线性本构,在对该塔规范静风极限承载力计算以及与既有弥散开裂模型结果对比的基础上,进行了试验脉动风荷载下的动力增量分析(IDA),结合变形模式、位移IDA曲线、裂缝分布、应力发展、塑性和刚度演化等方面对塔筒的破坏过程进行了系统阐述,并与静风破坏过程进行了对比。结果表明:静风荷载下,塑性损伤模型所得结构开裂荷载与弥散开裂模型结果一致,但前者所得结构极限荷载略高,结构延性更好;静力和动力风荷载作用下的结果差异来自本构模型、荷载模式和动力效应;脉动风荷载作用下RC冷却塔的结构破坏依然源于迎风子午向受拉导致的塔筒开裂和钢筋屈服,但应更关注塔筒大范围开裂导致的结构刚度下降:动力风荷载作用下塔筒破坏(V_(0)=57 m/s)时混凝土受拉开裂单元比例为63.13%,明显高于静风作用下的结果。

初始应力对钢管混凝土拱桥面内极限承载能力的影响

通过引入存在初始应力的钢管混凝土本构关系,研究了初始应力对钢管混凝土拱桥面内极限承载能力的影响．编制了能同时考虑几何非线性和材料非线性的有限元程序,并用此程序计算得出了无初始应力和存在初始应力情况下拱结构的荷载-位移曲线．结果表明初始应力对钢管混凝土拱桥的面内极限荷载值的大小影响较小,但对拱的变形影响较大,初始应力的存在增加了拱结构的塑性性能．可为进一步研究初始应力对钢管混凝土拱桥受力性能的影响提供参考．

点腐蚀作用下非穿透低碳钢板的极限抗压承载能力数值分析

点腐蚀作为海水浸没带腐蚀的一种主要形式,是现役船舶,特别是老龄船结构的重大安全隐患.为了研究点腐蚀对钢板的抗压极限承载能力的影响,文中对未穿透低碳钢板开展了非线性有限元分析.计算结果表明,单侧点腐蚀引起的偏心对钢板的极限抗压能力有显著影响.点腐蚀越密集(DOP越大),板越薄(β越大),点腐蚀深度改变造成板的极限承载能力差异越大,DOP达到或超过20%时尤其显著.大部分船体板属于典型的柔性板(β为3左右),海水全浸带腐蚀现象严重,点腐蚀密度大,仅采用点腐蚀密集度参数DOP来表征板点腐蚀破坏程度还有所欠缺,薄壁效应需要给予充分考虑.

大跨度悬索拱桥极限承载能力研究

首先介绍了悬索拱桥的特点和极限承载能力计算方法，然后基于有限元理论，考虑施工阶段的位移和应力的叠加效应、几何非线性、材料非线性以及拱肋等构件的初始缺陷的影响，对某铁路悬索拱桥的极限承载力进行了分析，计算得出结构在施工阶段弹性稳定安全系数为5．2～5．8，非弹性稳定安全系数为2．0～2．6；在运营阶段其弹性稳定安全系数为4．9-5．1，非弹性稳定安全系数为1．7～1．9，表明该桥弹性稳定性和非弹性稳定性都是足够的。其计算方法和结果对于悬索拱桥的计算及设计理论有一定的借鉴价值。

加筋壁板整体屈曲极限承载能力研究

加筋壁板是飞机翼面的重要承载部件,屈曲(失稳)是其在静强度范围内的重要失效形式。本文中应用弧长法完整跟踪典型加筋壁板的平衡路径,分析几何非线性和材料非线性因素对加筋板整体失稳的影响,研究了其前屈曲、后屈曲特征与极限承载能力。计算分析表明,弧长法适合整体加筋壁板一类的复杂结构的屈曲问题研究。加筋板整体失稳时可以合理简化等效为各向异性板。当筋条相对较弱时,几何非线性对加筋板的极限载荷影响最大,然而当筋条相对较强时,决定其屈曲极限载荷的主要因素是材料非线性。

预应力混凝土曲线桥极限承载能力分析

针对梁段法难以客观分析预应力混凝土(P.C.)曲线桥梁极限承载能力的问题,提出采用实体退化单元的三维分析方法。基于经典的三维实体等参元和梁、板壳等理论,提出了新型实体退化单元,建立了用于钢筋模拟的三维弥散模型,从几何非线性、材料非线性及求解方法等三个方面对极限承载能力分析的具体实现方式进行了讨论。用一试验结果对该方法进行了验证,并将其用于四跨P.C.曲线梁桥,从破坏型式、应力变化及变形发展等方面对结构极限状态进行了分析。结果表明:该方法通用、可靠,应用于实桥是可行的,为更深入了解P.C.曲线梁桥极限状态性能提供了新的方法。

新月型钢管混凝土拱桥极限承载能力分析

为了研究结构参数对新月型钢管混凝土拱桥极限承载力的影响,基于考虑约束效应的核心混凝土本构关系,对新月型拱桥的极值点稳定问题进行了分析.首先通过特征值分析,获取对结构承载能力最不利的荷载工况;其次在该工况下考虑结构的几何非线性和材料非线性,采用Riks法迭代求解,得到结构的极限承载力和稳定安全系数;最后以石棉大渡河桥为工程背景,研究了主副拱肋夹角、钢管材料强度、核心混凝土强度、含钢率等结构参数对极限承载能力的影响.研究结果表明:新月拱的失稳形式为拱肋整体的横向失稳,结构的稳定性主要取决于恒载大小;考虑几何非线性后,极限承载能力下降3%,当初始缺陷从1%增加至10%时,极限承载能力下降1%,考虑材料非线性后,承载能力下降55%;含钢率增加至1.5倍时,稳定安全系数提高19.0%;核心混凝土强度从C50提高至C60时,稳定安全系数提高12.0%;钢材强度从Q345提高至Q420时,稳定安全系数提高9.6%;随主副拱肋夹角从10°变化至25°时,稳定安全系数降低5.9%.

地锚桩安装位置与井架极限承载能力研究

在对修井机井架进行安全评价时,大部分研究者极少考虑到井架结构的承载能力与地锚桩之间的关系。为此,利用ANSYS软件建立井架-绷绳-地锚桩系统有限元分析模型,对地锚桩绷绳固定的理想修井机井架进行线性屈曲分析和双重非线性分析,以评定井架结构极限承载能力。以桩基础安装位置作为变量,并利用参数化编程方法,分析地锚桩位置与修井机井架极限承载能力的关系,进而得出井架承载能力的分布规律。该项研究结果可为井架现场施工提供理论依据。

斜靠式拱肋系极限承载能力研究

以斜靠式拱桥拱肋系为研究对象,采用弧长法,对拱肋系的侧倾失稳全过程进行了跟踪分析,获得了失稳极值点,揭示了稳定拱肋刚度,主拱肋和稳定拱肋拱顶间横撑抗弯刚度,矢跨比,主拱边界条件对极限承载力的影响规律.研究表明:斜靠式拱肋系的极限承载能力随着横撑切向抗弯刚度的增大而增大,而稳定拱肋侧向抗弯刚度和抗扭刚度对极限承载能力的影响较小;主拱边界条件和矢跨比对斜靠式拱肋系的极限荷载有明显的影响.

钢管混凝土拱桥的极限承载能力分析

针对大跨度钢管混凝土拱桥在变形、失稳破坏期间产生的材料和几何非线性特性,采用不分层圆截面Timoshenko梁单元和钢管混凝土组合材料的本构关系,对南宁市永和大桥在静力荷载作用下的极限承载力进行了分析,并以钢管混凝土拱的模型试验来验证计算分析结果。

空间异形桥塔的稳定极限承载力计算方法

空间异形桥塔几何构形复杂,存在非规则截面和非理想边界特征,利用现有方法难以获得其稳定极限承载力,无法准确感知结构安全性,保守设计思维引发材料浪费。而这类桥塔形式发展快、规模大,朝着结构高耸化、材料高强化、构件薄壁化的趋势发展,稳定问题突出,需重点关注其稳定极限承载力。本研究剖析了桥塔稳定问题的实质,从非线性稳定安全系数入手,系统考虑构件长细比、双重非线性、初始缺陷的影响,寻求稳定安全系数与稳定折减系数的内在映射关系,提出了空间异形桥塔稳定极限承载力计算方法。采用矩形和圆形钢筋混凝土、纯钢箱、钢箱混凝土等典型理想压杆算例,将稳定承载力结果与规范值比对,验证了所提计算方法的可行性和准确性。最后,以一座典型的空间异形桥塔斜拉桥为工程依托,构建了精细化非线性有限元模拟策略,获得其稳定极限承载力。结果表明:该工程的弹性稳定安全系数为18.56,非线性稳定安全系数为4.125,稳定折减系数为0.899,考虑双重非线性和初始缺陷后,非线性稳定安全系数仅为弹性稳定安全系数的0.22,稳定极限承载力大幅降低。对于长细比较大的异形压杆索塔结构,设计上应充分考虑非线性对结构稳定承载力的影响。

大跨度斜拉桥极限承载能力研究

本文考虑斜拉桥几何非线性,应用弹性 塑性铰分析模型进行材料非线性分析,研究了主梁自重和车辆荷载作为增量荷载时结构极限承载能力。研究表明,所采用的方法可以追踪个别杆件进入塑性到结构整体失稳的全过程,确定出斜拉桥极限承载力。梁的自重和车辆荷载为增量荷载时,塔根处的主梁截面、塔的截面等较容易屈服。车道荷载中集中荷载的作用位置对斜拉桥塑性铰的发展、形成失效路径、极限承载力等有较大影响。