大跨度斜拉桥三维动力有限元建模方法的研究

斜拉桥是大跨度桥梁采用的重要结构形式,其计算模型的好坏直接关系到计算分析的准确可靠性。本文对大跨度斜拉桥三维有限元动力模型建立技术的各个关键环节进行了详细剖析,并对实际的建模及调整提出了完整的解决方法,通过建立某大跨度斜拉桥的三维有限元动力模型,并利用试验测试的模态结果,验证了该模型的准确性和建模方法的有效性。最后对准确有效地建立大跨度斜拉桥的三维有限元动力模型提出了若干有益的建议。     

地基—筒体结构的地震反应分析

采用子结构法对地基－高层筒体结构进行地震反应分析，地基阻抗采用拟合数值结果得到的近似公式，上部结构采用有限条法计算结构侧向刚度矩阵，综合考虑基础与结构的动力平衡条件导出地基－结构耦合系统的运动方程，文中对一栋２１层筒中筒结构进行了地震反应分析，讨论了不同场地，不同地震输入以及基础埋深等因素对结构地震反应的影响。     

大跨度空间钢管桁架结构的风振响应和风振控制研究

为了获得大跨度空间钢管桁架结构在风荷载作用下的实时受力、变形情况和风振系数,本文采用自回归法编制计算程序,数值模拟具有空间相关性的大跨度空间钢管桁架结构的多点风速时程,根据由风速时程转化的作用于结构的风荷载时程对两个大跨度空间钢管桁架结构进行风振响应分析和风振系数的计算.结果表明,编制的计算程序可较好地模拟大跨度空间钢管桁架结构的空间点风速时程,计算所得风速时程的功率谱与目标功率谱吻合较好;采用粘滞阻尼器后结构节点位移及杆件应力振动幅值均有所降低,可有效地减小结构的风振响应;根据风振响应的计算结果给出了可供设计参考的结构风振系数.     

基于质量参与系数的空间结构动力模型简化

本文根据大跨度空间结构的动力特性,获得了大跨度空间结构地震反应的内在特征、变形机理及其振型分布规律.针对采用传统振型叠加法分析大跨度空间结构地震反应时质量参与系数累积速度慢的特点,根据质量参与系数的定义、振型截断原理及两者间的理论关系,提出了一种适用于大跨度结构动力分析整体计算模型的简化方法.数值算例验证了本文简化方法的有效性、准确性及计算效率.数值分析结果表明,本文简化方法简单、高效,且具有足够的分析精度.     

筒体结构动力分析的有限条法

本文首先利用有限条法分析高层建筑筒体结构的静力方程,采用静力缩聚法,求出结构的侧向刚度矩阵,然后将结构质量等效集中到各层楼面,最后导出了结构平动一扭转耦联振动基本方程.由此可以按反应谱理论计算地震荷载.     

大跨度斜拉桥施工阶段主梁的立模标高研究

以某大跨度预应力混凝土斜拉桥为例,采用一阶分析及最优化计算方法来确定斜拉桥的合理施工状态.运用空间非线性有限元分析模型,模拟了混凝土斜拉桥主梁的悬臂浇筑过程,求出各施工阶段斜拉索的初始张拉力和主梁节段的立模标高.研究结果表明,这种方法能将成桥后结构的内力和主梁的线形同时控制在精度范围内.     

转体斜拉桥施工控制中的参数敏感性分析

以绥芬河斜拉桥转体施工为例,对斜拉桥施工监控中的设计参数敏感性进行了分析。选择主梁自重、混凝土弹性模量、斜拉索张拉力和刚度、混凝土收缩徐变及温度变化等设计参数,采用桥梁有限元分析软件——桥梁博士计算软件对各参数下的结构响应进行了敏感性分析,提出了影响大跨度预应力混凝土斜拉桥施工监控的主要参数。     

大跨度斜拉桥地震动线性与非线性响应分析

论述了大跨度斜拉桥非线性因素的来源及非线性行为描述方法 ,提出了大跨度斜拉桥的非线性计算中有待进一步研究的问题 ,考虑梁 -柱相互作用的非线性有限元格式 ,建立了以修正拉格朗日法为基础的非线性有限元方程并编制了程序 ,并针对岳阳洞庭湖大桥地震动作用下的线性与非线性响应进行了计算 ,验证了该方法和程序的正确性和有效性 ,及很好的工程适应性 .     

加层隔震结构的简化反应分析

对剪切型加层隔震结构地震反应问题的简化分析方法进行了研究。首先,对于原结构为剪切型多质点体系,用第一振型将原结构展开后,可以将原结构近似用一个单自由度结构来代替,并将附加层看作一个单自由度体系,这样加层隔震结构可以按双自由度系统进行初步分析,并用振型叠加反应谱法求解此双自由度系统的地震反应。并给出了算例,计算结果表明加层隔震结构比原结构的地震作用力降低了23.72%。     

剪力系数对多层建筑抗震性能的影响

采用当前常见的反应谱法对地震剪力系数进行计算,得到的结果通常较小。为此,需研究不同地震剪力系数对多层建筑结构抗震性能的影响,分析了中外有关地震剪力系数的规范,设计了三种模型,分析不同模型的弹性设计结果,发现三种模型位移角可达到1/500的规范要求,经处理后,楼层地震剪力系数都高于0.024的规范值。选择输入地震,完成抗倒塌性能比较、建筑结构位移响应分析、弹塑性时程分析。结果发现经调整达到规范的模型结构抗震性能更好。     

考虑抗力随时间衰减的既有结构可靠度分析

结构在长期使用过程中,在自然环境及使用环境作用下,将发生材料老化、结构损伤,进而造成结构抗力随服役时间的增长而衰减,可靠度降低。因此,在对既有结构进行可靠度分析时,需考虑抗力随时间的变化。鉴于此,本文建立了一种新的既有结构抗力衰减模型,在此基础上提出了考虑抗力随时间衰减的既有结构可靠度分析与计算方法。计算分析表明,该法反映了结构抗力的均值随时间降低,而方差随时间增大的一般规律,形式上与现有的可靠度分析方法相协调,且计算结果偏于安全,可用于既有结构的可靠度分析,从而为既有结构的可靠性鉴定和评估提供了一种有效的分析计算方法。     

斜板梁系的样条分段单元

板梁系是桥梁中一种常用的上部结构形式,其计算常采用染格法,有限差分法,有限元法和有限条法等。有限元法能灵活地适应结构形式,较好地逼近实际情况。但其计算工作量大,在小型计算机上难以实施。有限条法可将三维问题化为一维或     

基于ETABS结构分析软件的框架结构耗能减震分析

为了研究阻尼器在高层建筑中的耗能减震效果,基于ETABS有限元分析程序,采用非线性动力时程分析方法对使用粘滞阻尼器的某高层建筑进行了7度地震作用下结构的地震响应分析。结构地震反应分析表明,结构在附加耗能器状态下,位移、层间位移角、剪力都有所降低。阻尼器明显起到了耗能减震作用。     

超静定混凝土桥梁徐变与收缩内力的实用计算法

钢筋混凝土及预应力混凝土连续梁、斜拉桥等超静定桥梁结构的计算,都必须考虑混凝土徐变与收缩的影响。本文在提出一般理论计算方法的基础上,又提出了实用计算法。该法只需要解一般的线性方程组,就可以确定连续梁、斜拉桥等的内力重分布的终极值,其计算结果与理论值基本相符,计算简便,易于应用。     

高层建筑加强层粘滞阻尼系统的优化分析

提出了一种设加强层的框架-核心筒结构耗能减振系统，利用加强层与外围框架柱二者之间相对大的位移差，布设竖向粘滞阻尼器.基于结构简化计算简图，分别得到了采用假定振型法和有限单元法的数学模型.基于模态阻尼比，参数分析确定了阻尼器的最优阻尼系数.以一个安装了加强层阻尼系统的高层建筑为例，仿真分析了其在地震激励下的动力响应.研究表明，加强层阻尼系统可以大幅提高结构的模态阻尼比，有效减小结构的动力响应.     

长江公铁斜拉桥BIM模拟与计算分析

在总结分析国内外已建大跨度公铁两用斜拉桥结构特征的基础上,利用BIM技术对铜陵公铁两用长江大桥进行建模,导出为IFC标准格式,并导入到结构分析软件中,对其静、动力特性进行了计算分析,并详细介绍了大桥计算分析过程中的重点和难点,包括准确模拟桥面系结构、桩-土作用以及确定施工索力等。计算结果表明:模拟成桥索力与设计成桥索力相对误差均在±5%范围内;施工阶段和运营阶段主桁应力及索力均满足设计规范要求;考虑桩-土作用的大跨度桥梁结构体系动力特性明显优于无桩-土作用的桥梁结构体系。BIM技术在桥梁工程上的应用、建模及计算方法和结果可为同类桥梁的设计、分析提供参考。     

斜拉索截面信息未知时的刚度识别及索力计算

用拉索振动实测数据计算斜拉桥拉索的索力时，不考虑斜拉索刚度影响的计算方法可演化为许多种．计算表明由不同计算方法造成的误差已不能忽视．斜拉桥索力检测的实例分析表明斜拉桥拉索的抗弯刚度影响是不能忽略的．在斜拉索截面信息未知的情况下，利用一种实用的拟合方法得到了拉索的刚度．在考虑刚度的影响后，计算结果表明基频法能反应中长索索力的真实值，对于短索的索力应根据基频法进行折减．用数值拟合方法对拉索截面未知情况下的拉索刚度进行了识别，改进了固支情况下索力的计算结果．     

有限单元法讲座序

有限单元法在油气储运这一领域内已得到了初步的应用,如用有限单元法计算长输管道所用的弯头、三通及大型油罐的抗震分析等。但这一方法还没有为广大油气储运科技工作者所掌握,因而应用范围比较局限。 有限单元法在国内,当前主要用于结构或构件的分析上,但有限单元法是一个适应性很强的方法,它完全可以用于流体力学、热传导等问题的解决上。我们当前,第一步要配合电子计算机的推广应用,普及有限单元法;第二步采用有限单元法,开发长输管     

考虑下部支承结构的单层球面网壳的动力稳定分析

在对大跨度单层球面网壳进行设计和分析时,动力稳定性是主要的控制因素。本研究将上部的单层球面网壳与下部支承结构作为整体,研究结构在地震荷载作用下的动力稳定性。在分析计算时,考虑了网壳的初始几何缺陷以及几何非线性和材料非线性;研究了下部支承结构的刚度对网壳动力稳定性的影响以及杆件的塑性发展过程。计算结果表明:下部支承结构的刚度对网壳动力稳定性的影响起着非常重要的作用,在对网壳进行地震分析或动力稳定分析时,应将上部的网壳与下部支承结构作为整体进行分析。     

新园斜拉桥合理索力的确定

采用基于正装分析的试算法,确定了新园斜拉桥的拉索初始张拉力.分别以结构弯曲应变能最小及弯曲与拉压应变能之和最小为目标函数,对该桥的成桥索力进行优化计算,并与刚性支承连续梁法确定的成桥索力进行了对比分析;然后经过索力局部调整,最终确定了该桥的合理成桥索力,可为斜拉桥合理成桥索力的确定提供了有益的借鉴方法.