Force-Based Quadrilateral Plate Bending Element for Plate Using Large Increment Method

A force-based quadrilateral plate element( 4NQP13) for the analysis of the plate bending problems using large increment method( LIM) was proposed. The LIM, a force-based finite element method( FEM),has been successfully developed for the analysis of truss,beam,frame,and 2D continua problems. In these analyses,LIMcan provide more precise stress results and less computational time consumption compared with displacement-based FEM. The plate element was based on the Mindlin-Reissner plate theory which took into account the transverse shear effects.Numerical examples were presented to study its performance including accuracy and convergence behavior,and the results were compared with the results have been obtained from the displacementbased quadrilateral plate elements and the analytical solutions. The4NQP13 element can analyze the moderately thick plates and the thin plates using LIMand is free from spurious zero energy modes and free from shear locking for thin plate analysis.

复合材料层合板的摄动随机Cell-Based光滑有限元

随机性是实际工程结构的固有特性,如何更真实地描述含随机参数结构的随机响应及统计特性,对工程结构的可靠性设计具有非常重要的意义。本文基于Cell-Based光滑有限元,采用四边形单元,推导了基于一阶剪切变形理论的复合材料层合板的光滑有限元公式,降低了网格划分要求,适应不规则网格,并采用离散剪切间隙有效地消除了剪切自锁;结合摄动法和随机场理论,导出了复合材料层合板的摄动随机光滑有限元平衡方程,并给出了结构随机响应数字特征的计算公式,求解了材料属性含随机性的复合材料层合板的随机响应问题,数值算例结果表明了本方法的有效性和准确性。

基于延性的RC剪力墙设计方法研究

我国现行规范对RC剪力墙结构的设计是基于承载力状态下进行的,考虑了剪力墙的轴压比、剪跨比等因素的影响,并从抗震构造措施方面进一步加强剪力墙在强震作用下的延性能力。国内外对RC剪力墙基于延性的设计方法进行了一定的研究,相关研究成果也被各国规范所吸收借鉴,但还有待于进一步完善。在相关研究成果的基础上,本文以RC剪力墙位移和截面曲率的关系为切入点,基于理论模型分析了剪力墙延性的影响因素,并提出了一种RC剪力墙基于延性的简化设计方法,为剪力墙结构基于延性的设计研究提供一定的参考。

中国与孟加拉国规范关于地震作用计算的对比研究

为综合对比分析中国和孟加拉国抗震规范关于抗震设防目标、底部剪力法、场地类别划分和地震动参数取值等的具体规定,本文从抗震设防理念及参数基本原理出发,以位于孟加拉国西北地区某燃煤电厂一钢筋混凝土框架为例,分别采用两国抗震标准计算水平抗震作用,分析参数取值的相互差异,并给出参数转换的原则和可供工程技术人员操作的实用方法。本文内容可为我国涉外项目工程技术人员抗震设计及国际技术交流提供参考和依据。

风力发电机组塔架底部地震剪力、弯矩计算方法研究

计算在地震作用下风力发电机组塔架底部的剪力和弯矩,一般需要对完整的有限元模型进行分析,计算较为复杂。当风力发电机组质量、刚度分布不详时,无法建立有限元模型,可采用本文所述推导公式进行计算,也可建立单自由度或两自由度简化模型,按照底部剪力法进行计算。误差分析表明,用底部剪力法进行风力发电机组地震作用计算,结果具有较好的精度。

多层屈曲约束斜撑钢框架静动力抗震设计

为简化多层钢框架结构在强震作用下的弹塑性时程分析,并从能量与层间位移的角度建立评价关系式,以屈曲约束支撑水平力分担率β为主要研究参数建立6个多层屈曲约束斜撑钢框架模型,对各模型静动力弹塑性分析结果进行比较研究。计算分析表明,当β为20%～60%时,各模型各层的层间位移、屈曲约束斜撑的的塑性变形能量分布以及层滞回曲线关系的静力分析值与弹塑性时程分析值基本吻合,其静力分析能够比较准确的评价强震作用下地震反应效应,其设计可采用修正底部剪力法。

考虑填充墙变化的框架结构抗震包络设计

首先利用底部剪力法分析了多层剪切型框架结构的地震作用与质量和刚度变化的关系,进而研究了由于填充墙数量和位置的变化而引起结构质量和刚度的变化情况,指出对应质量和刚度上限的完全填充状态是地震作用的最不利状态,提出了计算填充墙框架最不利地震作用的包络设计方法。

低层冷弯薄壁型钢结构抗震性能分析

四川汶川大地震后，大量的灾区房屋急需要重建，低层冷弯薄壁型钢结构住宅体系是一种理想的选择。以某钢结构企业捐献给灾区的两层冷弯薄壁型钢小学试点房为研究对象，按照现行的建筑抗震设计规范，基于单片墙体的抗剪能力，采用底部剪力法进行了整体结构的抗震性能分析。结果表明，该建筑所采用的组合墙体构造能满足我国规范的抗震设防要求，此类结构体系适合建造于灾区。

基于性能的抗震设计方法在剪力墙结构中的应用

本文对基于性能的抗震设计方法中最具有代表性的直接基于位移的设计方法在剪力墙结构中的应用进行了研究。采用结构非线性分析程序探讨了墙厚、混凝土强度等级、纵筋配筋率、钢筋级别、轴压比、墙长等因素对单肢剪力墙屈服位移的影响,从而对现有的屈服曲率计算公式进行了改进。另外将按顶点荷载作用下的屈服位移计算公式求出的屈服位移与实际倒三角形荷载作用下的剪力墙屈服位移进行了比较,,从而推导出倒三角形荷载作用下的屈服位移计算公式。

基于Pushover的钢框架结构抗震性能分析

针对某三层钢框架结构,通过底部剪力法与符合规范的手算方法相比较,验证了SAP2000结构模型的可靠性;采用三种侧向荷载加载方式分别对结构进行了Pushover分析,对结构抗倒塌性能水准进行了划分,并对原结构设计给出了优化建议.结果表明:在罕遇地震作用下结构处于弹性状态,结构抗震性能良好,原结构设计具有进一步优化的空间.

带屋面突出物的高层建筑水平地震力的实用算法

用底部剪力法计算带屋面突出物的高层建筑的水平地震力.对于屋面突出物,给出了有别于主结构的地震影响系数;对于主结构,考虑了突出物对其地震力的影响.方法简便实用.

屈曲约束斜撑钢框架弹塑性设计研究

以典型的对称屈曲约束斜撑钢框架为主要研究对象,斜撑框架强度CB以及屈曲约束斜撑的水平力分担率β为主要研究参数,通过二阶非线性静动力分析,对各模型的层间变形、层间力以及塑性能量分布等进行了比较研究。考察了各模型各层的层间位移、层剪力、屈曲约束斜撑的塑性能量分布以及层滞回曲线关系等。结果表明:屈曲约束斜撑水平力分担率β≈30%～60%时,各模型各层的层间静、动力分析结果基本吻合。

基础隔震结构层间地震剪力的分布

基础隔震时上部结构水平地震作用分布和层间地震剪力分布与基础固定时的分布不同，结构最大剪力有上移的现象，文中提出用水平地震作用分布系数来描述这种情况，并作为一种对隔震结构层间地震剪力分布的简化计算方法，还分别研究了基础滑动摩擦隔震和（铅芯）钢板－橡胶叠层垫块隔震两种方法的不同隔震参数对上部结构层间地震剪力分布的影响．

水平地震作用下框架高度对钢筋用量的影响

为了在建筑抗震设计中节省钢筋用量,提出了一种优化钢筋混凝土框架结构单位面积配筋量的方法.该方法探索楼层数m变化对构件内力分布和配筋量的影响,将一个矩形规则建筑作为研究对象,采用底部剪力法计算其在水平地震荷载影响下的构件内力,从而得到m与构件配筋体积之间的函数关系,进而转化为m与单位面积配筋量之间的关系.以m为优化变量,利用Matlab进行快速计算,并通过具体案例进行演示.结果表明,该方法具有一定的可行性,并得到m的最佳范围为6-11.

底部框架砖房振动台试验研究

通过底部框架砖房模型的振动台试验,分析了底部两层框架砖房的动力特性及动力反应并对其地震作用的计算方法进行了初步的探讨。

U型渡槽拟静力和时程分析方法的比较研究

以南方山区某一大型U型渡槽为例,由拟静力法计算出槽墩顶点和中点处的位移和剪力,并采用退化三线型恢复力模型对渡槽层剪模型进行弹塑性时程分析,得到墩顶和中点处的地震响应.比较以上两种方法的计算结果可知,无水时拟静力分析结果明显偏小,但设计水位时渡槽地震响应的差异较小,故U型渡槽可采用拟静力法进行抗震设计.

固井冲洗液室内模拟评价方法研究

针对现有固井冲洗液评价方法对于油基钻井液冲洗情况评价存在不足的问题,运用环空壁面与改进装置内筒壁面处剪切速率相等的原理,研究出了一种适用于油基和水基钻井液条件的固井冲洗液室内评价新方法。室内模拟实验分析表明,该方法能更好地反映冲洗液的冲洗效率,并能模拟评价冲洗效率对固井第一或第二界面处胶结的影响情况。该方法操作方便,适用于油基和水基钻井液固井条件。

柔性地基情况下应用离散力法计算剪力墙结构

剪力墙结构计算通常采用有限元方法、框架近似法和连续化方法 ,这些方法计算量大 .为此 ,探讨一种简单、适用的离散力法 .将结构经适当简化 ,取连梁中点的剪力作为基本变量 ,建立层间协调方程 ,从而确定层间内力和位移 .该方法可大大降低分析工作量 ,算例表明其计算精度与常用的连续化方法结果极其接近 ,表示该方法精度可靠 .文章进一步探讨了柔性地基情况下结构内力和侧向位移随地基刚度变化的规律 。

生土基砌体沿通缝抗剪试验方法研究

为确定一种适用于生土基砌体沿通缝抗剪试验方法,通过对48个不同种类生土基砌体进行双剪试验,分析了块材种类、水平灰缝、荷载作用位置、灰缝材料等因素对生土基砌体沿通缝抗剪性能的影响,基于层次分析法对不同抗剪试验方法进行综合评价,确定了一种适用于生土基砌体沿通缝抗剪的试验方法。结果表明:抗剪试验方法对生土基砌体沿通缝抗剪性能存在显著影响,含有水平灰缝的试件抗剪强度一般高于不含水平灰缝的3砖试件抗剪强度;荷载作用位置对于6砖试件的抗剪强度存在一定影响,半砖受荷试件的抗剪强度大多数情况下高于整砖受荷试件的抗剪强度;专用砂浆与块材的黏结性能较好,砂浆试件的抗剪强度约为泥浆试件的10~65倍;4砖试件在试验操作性和试件受力状态方面均表现出显著优势,层次分析法的综合评价值最高,为0.32,建议采用4砖抗剪试验方法作为生土基砌体沿通缝抗剪的标准试验方法。

剪切来流作用下串列布置双圆柱流致运动分析

基于任意拉格朗日-欧拉方法,将四步半隐式特征线分裂算子有限元与动网格技术相结合,并发展了一种求解流致振动问题的算法。首先,通过求解文献中经典涡激振动算例来验证本文方法的正确性;然后,着重分析了雷诺数Re=160与间距比Lx/D=5.5工况,折减速度与剪切率两个关键参数对串列排布双圆柱两自由度流致运动特性的影响。计算结果表明:随折减速度的增加,上游圆柱振幅变化与单圆柱工况一致;但是,下游圆柱顺流向振幅的变化较为剧烈,且横流向的振幅曲线中会出现两个峰值。随剪切率的增加,双圆柱体两个方向的频率锁定区间会扩大,尤其对顺流向的振幅影响较大。另外,双圆柱体的运动轨迹以‘8’字形与‘O’形为主。最后,分析了剪切来流对双圆柱体之间互扰机制的影响,以及下游圆柱的涡致动力响应特征所发生的变化。