基于等参公式的三节点梁单元

为了提高非线性分析的计算精度和效率,详细介绍了基于等参公式的三节点梁单元,推导了这种梁单元考虑几何非线性的切线刚度矩阵,并给出了高斯积分点的分布。在此基础上编制有限元程序,考虑了单元的大转角、大位移和剪切变形的影响,并采用von-Mises屈服准则和Zeigler随动硬化法则考虑了材料非线性的影响。与试验结果和通用程序的对比分析表明,这种方法具有较高的精度和效率,并且能方便地用于变截面杆系结构的空间双重非线性分析。     

柱脚刚接与铰接柱列支撑体系受力性能对比研究

为研究柱脚刚接与柱脚铰接柱列支撑体系的不同受力性能,采用蒙特卡罗方法,考虑柱子和水平撑杆初始几何缺陷的随机遇合,应用有限元程序ANSYS对柱脚刚接和柱脚铰接柱列支撑体系进行大量参数仿真分析。研究结果表明:柱脚刚接柱列支撑体系失稳时柱子呈两个半波的变化趋势,柱脚铰接柱列支撑体系失稳时柱子呈三个半波的变化趋势,因而后者的极限承载力和柱中撑杆内力均大于前者,且后者较高的极限承载力更大幅度地增加了柱中撑杆内力;柱子和水平撑杆初始几何缺陷的随机遇合作用导致柱中水平撑杆受压或拉力的随机性,降低了支撑内力,比GB 50017—2003《钢结构设计规范》中柱列支撑设计公式计算的支撑内力小许多。     

截面为三角形的空间格构式圆拱平面内整体稳定性能分析

空间格构式圆拱是一种较为新颖的空间结构 ,具有外形美观、受力合理、经济实用等优点。稳定性计算是拱结构设计中一个关键课题。利用ANSYS有限元程序对格构式拱在满跨均布荷载作用下进行了几何非线性分析 ,并从结构的荷载 -位移全过程曲线考察该结构平面内稳定问题的基本规律。通过对大量数据进行回归分析 ,得出格构式圆拱平面内整体稳定临界荷载拟合公式 ,供设计参考。     

巨型钢框架结构性能分析及二阶效应的影响

分析了巨型钢框架结构的静力性能 ,深入研究了结构在竖向荷载和水平风荷载作用下的传力机理、力学特性和变形特点 ,并以结构的变形为指标 ,三维输入地震波 ,按照考虑几何非线性和不考虑几何非线性分析了二阶效应对巨型钢框架结构时程分析的影响。     

蒙皮支撑柱的静力性能分析

本文提出了蒙皮支撑柱在静力荷载作用下的几何非线性有限元分析方法。钢构件、蒙皮和连接件分别被离散成空间薄壁开口截面梁柱单元、等效正交各向异型板壳单元和连接单元。采用修正的拉格朗日描述建立结构的非线性平衡方程,利用柱面弧长增量法并在每一增量步中采用修正的牛顿·拉夫逊方法进行迭代来跟踪平衡路径。通过试验对该方法进行了验证并利用该方法分析了蒙皮支撑Ｃ型截面轴心受压柱的基本受力性能。结果表明,蒙皮的支撑作用可以改善柱的受力性能并提高其承载能力。     

数值风洞模拟结构静力风荷载的可行性研究

应用目前可用于工程实践的、具有较高精确度和通用性的经典湍流模型——雷诺应力模型(RSM)．进行了20多个涉及独立墙体、悬空广告牌、柱体和两个高层建筑静风荷载干扰效应流场的算例分析,并将计算结果与相关的风洞试验或现场实测结果进行了比较,从总体上阐述了两者间的异同,验证了数值风洞模拟结构静力风荷载的可行性．     

超级元在巨型钢框架结构分析中的应用

超级元法是在普通有限元划分的基础上进行二次大单元划分的一种半连续化方法,三维实体超级元能模拟巨型钢框架的整体变形,具有连续化方法的优点,又很容易与普通有限元结合起来,本文采用超级元法进行了巨型钢框架结构的静力分析。算例表明,规则结构采用２０结点超级元,计算时间,内存均大大减少,较不规则结构可采用３２结点超级元,内存比普通有限元少。可见,超级元的方法是可行的。     

跨越多檩条受力蒙皮抗剪性能的现场试验研究

被广泛使用的压型钢板具有受力蒙皮效应,但由于在我国没有专门的规范可循,所以只被用作结构的刚度储备,造成了经济上的浪费。为了研究其刚度贡献,分别在有蒙皮和无蒙皮两种情况下对框架抗侧移刚度进行了现场试验。基于叠加原理,利用曲线拟合方法对试验数据进行了量化,间接得到跨越多檩条的受力蒙皮的抗剪刚度。结果表明,两榀刚架间蒙皮对框架整体刚度的贡献甚至接近于一榀刚架。     

新型薄壁钢-混凝土组合结构节点试验研究

通过10个不同连接形式和加载方式的薄壁钢-混凝土组合结构节点的试验研究,以及两个普通钢筋混凝土结构节点的对比试验,探讨了节点的工作机理、力学性能和优缺点。试验表明,所设计的不同构造形式的薄壁钢-混凝土组合结构节点均具有良好的延性性能和足够的承载能力,可以供实际设计时参考。     

不失稳支撑及不失稳支撑框架结构研究现状

不失稳支撑是一种高效的抗侧力构件,当钢支撑和外包约束构件间的间隙适当且外包构件刚度和强度足够时,钢支撑将以微幅多波失稳的形式承受压力,直到进入受压屈服状态.因此认为,承受压力的该种钢支撑可以避免大幅整体和局部失稳,近似处于轴心受压状态.已有的研究表明设计合理的不失稳支撑和不失稳支撑框架结构均具有稳定的恢复力特性、良好的延性和耗能能力.芯部钢支撑的力学性能、外包构件的刚度和强度、钢支撑和外包构件间的间隙、抗粘结材料的性能及具体的构造措施等因素均可影响不失稳支撑的受力性能.在总结国内外已有的不失稳支撑和应用不失稳支撑的框架-支撑结构研究成果的基础上,提出了为改进其性能和推广应用需进一步研究的问题.