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相似文献
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1.
钢-混凝土组合梁非线性有限元分析   总被引:1,自引:0,他引:1  
提出了部分剪力连接钢-混凝土组合梁非线性有限元分析的简化模型,该模型同时考虑了钢、混凝土材料的非线性本构关系和剪力连接件的滑移非线性对组合梁刚度和强度的影响,推导了考虑滑移的剪力连接件单元刚度矩阵。利用该模型计算了连续组合梁的极限荷载、挠度、应力以及滑移,与已有的理论计算结果和实验结果吻合,证明本方法分析钢-混凝土组合梁非线性的可靠性和实用性。  相似文献   

2.
刚接或半刚性连接的组合梁在荷载作用下,在梁的长度范围内既有正弯矩作用段,又有负弯矩作用段,由于组合梁截面在正弯矩作用和负弯矩作用下截面抗弯刚度不一致,因而在弯矩为零的点处梁的截面抗弯刚度发生突变,而组合梁框架分析的关键是确定组合梁刚度突变分界点的位置及确定在整体分析中所采用的等效梁的刚度。本文根据应变能相等的原理对钢结构框架中组合梁的等效抗弯刚度进行了研究,推导了其等效刚度的表达式,并给出不同荷载作用形式下刚接框架组合梁等效刚度简化计算公式,为组合梁钢框架的整体分析提供了便利。最后分析了水平荷载以及梁柱连接特性对组合梁等效刚度的影响,分析结果表明,采用本文提出的组合梁等效刚度进行半刚性连接框架整体分析偏于安全。  相似文献   

3.
以钢-混凝土组合梁平衡微分方程的齐次解作为组合梁单元的位移函数,取消了 要求单元两端滑移量为零的假定,给出了钢、混凝土和弹性夹层合而为一的组合梁单元刚度矩 阵和等效节点荷载,为更好地分析由组合梁组成的复杂结构提供了有力的分析工具.  相似文献   

4.
钢-混凝土组合箱梁梁段有限元法研究   总被引:1,自引:1,他引:0  
组合梁界面滑移将减小组合梁刚度,增大变形,影响构件性能;剪应力沿截面横向分布不均匀,造成其弯曲正应力的横向分布呈曲线形状,即剪力滞效应;同时组合梁往往重载,具有较小的跨高比,剪切变形不可忽略.根据虚功原理,建立了同时考虑滑移效应、剪力滞及剪切变形效应的组合梁单元刚度矩阵及等效节点力向量,并在此基础上编制了组合梁梁段有限元程序.利用本文程序对现有组合梁试件的混凝土顶板应力、钢梁底板应力、跨中挠度和梁端滑移进行了计算,并将本文计算结果与解析法计算结果及试验结果进行了比较.结果表明,本文计算结果与解析法计算结果及试验结果吻合良好;同时,本文计算结果具有较好的稳定性,验证了本文计算方法的正确性.本文所建立的梁单元刚度矩阵同时考虑了剪切变形、剪力滞及滑移效应的影响,符合工程实际,为有限梁段法分析组合箱梁提供了理论基础.  相似文献   

5.
钢管混凝土柱-钢梁节点的力学性能分析   总被引:1,自引:0,他引:1  
基于弹塑性有限元理论建立了钢管混凝土柱-钢梁节点荷载-位移全过程非线性有限元模型,在单元分析中采用改进的AUL表述推导得到梁柱单元刚度矩阵方程,同时考虑了材料的物理非线性和单元的几何非线性,并编制了非线性有限元程序NLFEACFST。采用该模型对相关研究者和作者进行的节点试验进行了分析,理论计算结果与试验结果比较表明,该模型具有很好的适用性和精度。在理论分析模型得到试验结果验证的基础上,对典型的中柱节点进行了荷载-位移全过程非线性特性分析,并对影响节点承载力和荷载-位移骨架曲线的因素进行了参数分析,为进一步从理论研究钢管混凝土框架结构的力学性能创造了条件。  相似文献   

6.
方自虎 《力学季刊》2021,42(4):811-817
本文基于四根刚臂梁结合12个外接一维单元建立了钢筋混凝土框架节点单元,单元具有5个节点15个 自由度,称之为“BCJ-5N”单元.每个节点具有3个自由度,与普通梁单元一致,从而确保本单元适合于同普 通一维梁柱单元一起进行钢筋混凝土结构平面非线性分析.单元考虑了梁受力钢筋在框架节点内的黏结滑移作 用,并通过钢筋混凝土梁正截面强度设计建立了梁端弯矩与截面转角关系的骨架曲线,结合Lowes加载卸载模 型,组成了完整的静力、动力分析的框架节点单元,并将其移植到 ABAQUS通用分析平台上,通过对两跨三 层钢筋混凝土框架结构的滞回分析和三跨三层钢筋混凝土框架结构的动力分析两个算例,验证了本模型适合于 进行循环荷载和动力荷载作用下平面框架结构非线性响应分析.  相似文献   

7.
半刚接钢框架的动力分析   总被引:3,自引:0,他引:3  
王燕  苏波 《力学与实践》2005,27(4):51-55
推导了半刚接钢框架动力有限元的质量矩阵和刚度矩阵.建立了具有不同节点初始刚度的半刚接多层钢框架及相应刚性框架的计算模型.采用ANSYS软件进行数值模拟分析,研究了节点刚度对结构自振频率的影响以及结构在谐振荷载作用下的响应,对地震波激励下的结构进行了时程分析.分析结果表明不半刚接框架节点的柔性对结构自振频率产生较大的影响,节点柔性越大,结构自振频率降低也越大,结构的抗震设计应考虑节点柔性的影响;半刚接钢框架顶点位移和柱底剪力时程曲线在地震波激励时间内表现出良好的稳定性,柔性连接可以代替刚性节点用于抗震区的钢框架设计中.  相似文献   

8.
罗兴隆  邓长根 《力学季刊》2006,27(2):335-340
为了考虑平面梁柱构件在变化轴向荷载作用下的P-Δ效应,本文采用二节点平面梁柱单元,根据最小势能原理推导了单元的初应力刚度矩阵,并分别阐述了应用该单元求解结构临界荷载因子及迭代计算荷载-位移反应的方法。通过两个简单算例验证,该单元比常规的二节点常轴力梁柱单元更有效、精度更高。  相似文献   

9.
在单元的随动坐标系下,建立了初始弯曲对杆单元轴向刚度影响的计算公式,导出了考虑初始弯曲的非线性杆单元刚度矩阵;从经典的梁-柱理论出发,给出了考虑初始弯曲的非线性空间梁单元切线刚度矩阵推导过程。将建立的初始弯曲单元应用于弦支穹顶结构算例的非线性稳定承载力分析,研究了杆件初始弯曲对结构整体非线性稳定性能的影响,结果表明,杆件初始弯曲的存在会降低结构的整体刚度和极限承载力,而在不同的初始预应力状态下,极限荷载随初始弯曲增加都基本呈线性下降,并且其关系曲线基本平行。本文建立的基于初弯曲单元的非线性分析方法,可推广应用于各种类型空间网格结构的非线性分析,为结构设计方案的选择提供更为科学的依据。  相似文献   

10.
钢框架结构在强震作用下将进入非线性状态,结构的刚度和强度等力学性能随之降低,从而影响到结构以后的抗震性能.本文利用断裂力学的基本原理,通过对栓焊节点存在焊缝裂纹的钢框架刚性连接节点的分析,推导了裂纹的有效长度和有效深度,获得了有损伤刚性连接节点的M-θ关系;并推导了节点有损伤的梁单元刚度矩阵.在数值计算的基础上分析了节点刚度变化对框架结构内力的影响,结果表明节点损伤对结构内力分析影响显著,对有损伤钢框架结构进行承载力评估时必须考虑节点损伤的影响.  相似文献   

11.
混凝土自身的收缩徐变会在新旧混凝土叠合梁中使应力重分布.为了计算重分布应力,首先推导以挠度表达的叠合梁非线性微分方程,然后通过求解该微分方程,引入位移形函数、刚度形函数和等效节点载荷形函数,最后得出新混凝土梁、旧混凝土梁和Goodman弹性夹层三合一的叠合梁改进型单元刚度矩阵和等效节点载荷,从而为收缩徐变影响下的混凝土的内力计算提供了一种有效的新方法.文中还进行了实例验证分析,并从中得出了一些有益的结论.  相似文献   

12.
在型钢再生混凝土柱-钢梁组合框架拟静力试验的基础上,采用Abaqus软件建立该组合框架有限元模型并进行非线性数值分析,获取组合框架的变形图、应力云图及荷载-位移骨架曲线,分析组合框架的受力破坏特征,验证了有限元模型的合理性,并对组合框架进行了参数分析。结果表明,数值模拟计算值和试验值对比误差较小,数值计算模型能够较好地模拟该组合框架的受力性能;组合框架符合强柱弱梁的破坏机制;另外,提高型钢强度或再生混凝土强度对组合框架承载力和刚度有利,但对其变形能力不利;框架承载力和刚度随着梁柱线刚度的增加而提高;增大轴压比对于组合框架的抗震性能和延性不利。研究结论可为该类绿色组合框架的工程应用提供参考。  相似文献   

13.
The theory of generalized functions is used to address the static equilibrium problem of Euler–Bernoulli non-uniform and discontinuous 2-D beams. It is shown that if simple integration rules are applied, the full set of response variables due to end nodal displacements and to in-span loads can be derived, in a closed form, for most common beam profiles and arbitrary discontinuity parameters. On this basis, for finite element analysis purposes, a non-uniform and discontinuous beam element is implemented, for which the exact stiffness matrix and the fixed-end load vector are derived. Upon computing the nodal response, no numerical integration is required to build the response variables along the beam element.  相似文献   

14.
半刚性钢框架的内力分析   总被引:22,自引:1,他引:21  
采用二阶非线性分析方法分析和设计半刚性钢框架,包括连接的柔性以及构件的几何非线性的影响,提出了半刚性钢框架中梁柱单元刚度矩阵和半刚性梁的单元刚度矩阵;推导了半刚性梁在集中荷载,均布荷载,线性荷载作用下的固端弯矩的求解公式;连接的柔性对无支撑框架的侧移有很大的影响,设计时通过变化连接的刚度以平衡梁的跨中和端弯矩。  相似文献   

15.
考虑恒载效应的拱形梁静力近似解   总被引:1,自引:0,他引:1  
应用虚功原理,推导了考虑恒载效应影响时拱形梁在活载作用下的非线性微分方程,得到了方程的近似闭合解。根据方程的解,讨论了恒载大小及结构自身刚度(矢高、跨度、惯性矩及惯性半径等)不同因素在考虑恒载效应时对拱形梁静力特性的影响。通过与Takabatake得到的直梁解析解结果及作者在其他文献提出的有限元方法对拱形梁分析结果的比较,验证了本文非线性微分方程及其求解公式。结果表明,本文给出的非线性微分方程对于拱形梁和直线梁具有通用性,初始恒载的存在减小了拱形梁在活载作用下的静力反应,这种影响与恒载的大小及结构自身的刚度有关,对轻型结构的设计提出了一些建议。  相似文献   

16.
蜂窝梁钢框架结构因梁截面沿长度周期性变化,不能直接采用普通钢框架结构矩阵位移法计算框架内力和位移.本文基于等效刚度法推导了矩形孔蜂窝梁的等效抗弯刚度、抗剪刚度和轴向刚度,建立了矩形孔蜂窝梁的单元刚度方程,提出了矩形孔蜂窝梁钢框架内力和位移计算方法.算例理论计算结果与有限元分析结果表明,两种方法计算结果非常接近.本文提出的等效刚度法概念清晰,准确性好,适用于计算蜂窝梁钢框架结构的内力和位移.  相似文献   

17.
聂国隽  仲政 《力学季刊》2005,26(2):198-203
本文采用一种精确、简便的数值计算方法——微分求积单元法(DQEM)对变截面门式刚架结构进行了力学分析。首先建立了一般荷载作用下变截面构件的平衡微分方程,并采用微分求积法进行离散,进而得出了较为精确的分析变截面构件的单元力学模型。该模型的刚度方程不仅反映了单元的刚度性质,而且反映了单元的实际荷载作用,可较为精确地分析变截面门式刚架结构在分布载荷作用下的受力性能。通过与有限元法计算结果的比较,表明了微分求积单元法在变截面刚架的力学分析中的正确性和优越性。微分求积单元法可用于任意形状的刚架结构的静力分析。  相似文献   

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