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带刚臂的平面抛物线索元精细几何非线性分析

长安大学学报（自然科学版） 2015年第3期35卷 91-97页

作者：邓继华赵煜长沙理工大学土木与建筑学院湖南长沙410076 长安大学公路学院陕西西安710064

为解决应用抛物线索元进行索结构几何非线性分析时锚固点的刚性连接问题,在参考已有研究的基础上,进行了带刚臂的平面抛物线索元研究。将锚固点的刚性连接视为刚臂,根据受力后刚臂两端节点力之间和位移之间全量和增量的关系,利用微分方... 详细信息

为解决应用抛物线索元进行索结构几何非线性分析时锚固点的刚性连接问题,在参考已有研究的基础上,进行了带刚臂的平面抛物线索元研究。将锚固点的刚性连接视为刚臂,根据受力后刚臂两端节点力之间和位移之间全量和增量的关系,利用微分方法导出两端带任意刚臂的平面抛物线索元切线刚度矩阵显式表达式;同时给出了考虑温度变化的节点力计算方法,提供了详细的计算步骤;编制了相应的几何非线性计算程序,对经典大垂度单索、带刚臂的平面桁架和索梁混合结构进行了几何非线性分析。研究结果表明:相对于已有文献方法,该算法具有同样的计算精度,且在计算效率及求解问题的非线性程度上有较大的优势,为索结构进行几何非线性精细分析提供了有力工具。

关键词：桥梁工程索结构平面抛物线索元刚臂几何非线性切线刚度矩阵

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基于共旋坐标法的带刚臂平面梁元非线性分析

工程力学 2012年第11期29卷 143-151页

作者：邓继华邵旭东湖南大学土木工程学院湖南长沙410082 长沙理工大学土木与建筑工程学院湖南长沙410076

为解决平面梁元在相交处可能存在的刚性连接问题,根据带刚臂平面梁元在受力后的运动和变形特点,该文基于共旋坐标法推导出两端带任意刚臂的平面梁元的切线刚度矩阵显式表达式,给出了不平衡力的精确全量算法,并提供了详细的计算步骤。利... 详细信息

为解决平面梁元在相交处可能存在的刚性连接问题,根据带刚臂平面梁元在受力后的运动和变形特点,该文基于共旋坐标法推导出两端带任意刚臂的平面梁元的切线刚度矩阵显式表达式,给出了不平衡力的精确全量算法,并提供了详细的计算步骤。利用该文的研究成果编制了程序,对无刚臂和有刚臂的平面梁结构进行了几何非线性分析。计算结果表明:这种非线性单元列式的正确性和非线性求解过程的收敛性,实用价值较强。

关键词：刚臂平面梁元几何非线性共旋坐标法切线刚度矩阵

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基于U.L列式的带刚臂平面梁元非线性分析

湖南大学学报（自然科学版） 2012年第5期39卷 8-12页

作者：邓继华邵旭东湖南大学土木工程学院湖南长沙410082 长沙理工大学土木与建筑学院湖南长沙410076

为解决平面梁元在相交处可能存在的刚性连接问题,根据带刚臂平面梁元在受力后的运动和变形特点,基于U.L法推导出两端带任意刚臂的平面梁元的切线刚度矩阵表达式,指出已有文献在推导过程中省略了单元已有内力对切线刚度矩阵附加项的影响... 详细信息

为解决平面梁元在相交处可能存在的刚性连接问题,根据带刚臂平面梁元在受力后的运动和变形特点,基于U.L法推导出两端带任意刚臂的平面梁元的切线刚度矩阵表达式,指出已有文献在推导过程中省略了单元已有内力对切线刚度矩阵附加项的影响,有可能出现在非线性程度较高的时候计算不收敛的问题,给出了不平衡力的精确全量算法,并提供了详细的计算步骤;利用本文的研究成果编制了程序,对无刚臂和有刚臂的平面梁结构进行了几何非线性分析.计算结果表明这种非线性单元列式的正确性和非线性求解过程的收敛性,实用价值较强.

关键词：刚臂平面梁元几何非线性 U.L列式切线刚度矩阵

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带刚臂的钢框架-混凝土核心筒结构的抗震性能分析

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湖南大学学报（自然科学版） 2008年第11期35卷 1-5页

作者：舒兴平刘斌卢倍嵘湖南大学土木工程学院湖南长沙410082

对带有刚臂的钢框架-混凝土核心筒超高层结构进行有限元计算分析,并对不同的结构布置和结构内力的突变进行比较分析,研究了刚臂的位置、数量、节点的连接方式改变时,其地震作用下结构地震反应的一般规律.结果表明,在地震作用下,设置一... 详细信息

对带有刚臂的钢框架-混凝土核心筒超高层结构进行有限元计算分析,并对不同的结构布置和结构内力的突变进行比较分析,研究了刚臂的位置、数量、节点的连接方式改变时,其地震作用下结构地震反应的一般规律.结果表明,在地震作用下,设置一道刚臂的最佳位置在0.466倍房屋高度处;刚臂的数量尽量多设,不仅能减小侧向位移,而且能够减小刚臂处钢柱内力的突变;外围钢框架与核心筒之间采用刚性连接对于结构的抗震性能最有利.

关键词：刚臂钢框架-混凝土核心筒突变抗震性能

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带刚臂平面悬链线索单元的非线性分析

应用力学学报 2014年第3期31卷 348-352,487页

作者：邓继华谭平彭建新广州大学工程抗震研究中心广州510405 长沙理工大学土木与建筑工程学院长沙410076

针对索梁混合结构中存在的索单元锚固点刚性连接问题，将锚固点的刚性连接视为刚臂，进行了带刚臂的平面悬链线索单元研究。一方面在已有文献的基础上，根据平面刚臂的受力和变形特点，基于微分方法导出了两端带任意刚臂的平面悬链线索... 详细信息

针对索梁混合结构中存在的索单元锚固点刚性连接问题，将锚固点的刚性连接视为刚臂，进行了带刚臂的平面悬链线索单元研究。一方面在已有文献的基础上，根据平面刚臂的受力和变形特点，基于微分方法导出了两端带任意刚臂的平面悬链线索单元切线刚度矩阵显式表达式；另一方面，为考虑温度变化对索单元计算的影响，基于索单元变形的几何与物理意义进行了考虑温度变化的索单元节点力计算方法的研究。通过与已有文献的对比，表明了本文研制的程序及导出的考虑温度变化的索单元计算方法的正确性；考虑温度变化下由本文方法得到的索水平张力与已有文献解析解最大仅相差0.862%。同时本文考虑的刚臂非线性因素更加全面，具体体现在：在非线性计算能力上，已有文献方法在荷载大于2.52kN 时计算无法收敛，远小于本文方法能达到的35kN；在计算效率方面，在7个荷载增量步内已有文献方法所需的迭代步数为4-33，而本文方法的迭代步数保持在4不变。

关键词：索梁混合结构悬链线索单元刚臂温度变化切线刚度矩阵

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带刚臂和弹性段的平面组合索单元

郑州大学学报（理学版） 2019年第1期51卷 113-118页

作者：魏建东管曼羽成书普徐平郑州大学水利与环境学院河南郑州450001

为在斜拉桥的有限元模型中高效地模拟斜拉索,建立了带刚臂和弹性段的平面组合索单元.两个刚臂位于单元的端部,单元的节点分别与塔柱和主梁上的对应节点固接.索的钢套筒部分视为弹性段,中间索段视为弹性悬链线,弹性段的内力沿接点处弹性... 详细信息

为在斜拉桥的有限元模型中高效地模拟斜拉索,建立了带刚臂和弹性段的平面组合索单元.两个刚臂位于单元的端部,单元的节点分别与塔柱和主梁上的对应节点固接.索的钢套筒部分视为弹性段,中间索段视为弹性悬链线,弹性段的内力沿接点处弹性悬链线的切线方向.首先利用弹性悬链线的解析解建立了索体的投影方程和刚度矩阵;利用刚臂两端位移转换关系,对组合单元的节点力微分,得到了组合索单元的刚度矩阵.算例分析证明了公式推导及编程的正确性.

关键词：斜拉桥斜拉索吊索弹性悬链线索单元刚臂

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板拉桥活载计算的刚臂法

华东公路 1996年第2期 16-18页

作者：何雄君武汉交通科技大学

说明板拉桥活载计算可以通过合理选取刚臂来简化计算。

关键词：板拉桥活载刚臂算法桥梁工程

带刚臂的钢框架—混凝土核心筒结构的地震反应分析

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带刚臂的钢框架—混凝土核心筒结构的地震反应分析

作者：刘斌湖南大学

学位级别：硕士

近年来我国高层建筑蓬勃发展,其特点是向高度更高、体型更复杂、功能更齐全、综合性更强的方向发展,随着高层建筑高度的进一步增大,侧向力作用的影响相对增大,侧向变形也变得越来越大,所以水平荷载成为结构分析与设计的主要问题。钢框架... 详细信息

近年来我国高层建筑蓬勃发展,其特点是向高度更高、体型更复杂、功能更齐全、综合性更强的方向发展,随着高层建筑高度的进一步增大,侧向力作用的影响相对增大,侧向变形也变得越来越大,所以水平荷载成为结构分析与设计的主要问题。钢框架-混凝土核心筒结构当抗侧刚度不满足设计要求时,可考虑沿竖向利用建筑避难层、设备层,设置适当的水平伸臂构件,构成带刚臂的高层建筑结构。在风荷载作用下,设置刚臂是一种减少结构水平位移的有效方法;但在地震作用下,刚臂的设置会引起结构刚度、内力的突变,并易形成薄弱层,结构的损坏机理难以形成“强柱弱梁”、“强剪弱弯”的延性屈服机制。目前,伴随着带刚臂的钢框架―混凝土核心筒结构的广泛应用,研究人员对最佳刚臂位置与数量做了大量的理论研究,但其研究的理论大多基于平面模型与计算假定,这和实际三维空间建筑有很大的区别,因而建立三维空间模型进行分析研究对于带刚臂的钢框架―混凝土核心筒结构的设计具有重要的指导作用。因此,本文在结合前人对刚臂研究的基础上,建立了三维空间计算模型,采用有限元分析、设计软件ETABS对带刚臂的钢框架-混凝土核心筒结构的地震反应进行了多方面的计算分析,从中总结出刚臂的位置、数量、刚度以及节点的连接方式改变时,其地震作用下结构地震反应的一般规律,地震反应包括对结构低阶自振周期、顶点位移、最大层间位移角、外围钢框架承担的地震力等几个方面。论文进一步分析了地震区带刚臂的高层结构的动力时程响应,针对其动力反应的特点,探讨了刚臂的设置在抗震设计中应注意的问题,总结了相应的有效措施和解决方法,并提出了地震区采用带刚臂的钢框架―混凝土核心筒结构的设计要点,对于同类高层和超高层建筑在抗震设计中提供了借鉴作用。

关键词：高层建筑钢框架-混凝土核心筒结构刚臂薄弱层地震反应抗震设计

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桥梁结构计算中的刚臂应用

云南交通科技 1998年第6期14卷 28-33页

作者：翟红丽王平章云南省公路规划勘察设计院昆明650011

着重介绍了桥梁结构中，在塔梁、墩梁固结处，刚臂的形式及刚臂的简化计算模式。举例说明了在桥梁结构的计算中，考虑刚臂影响的重要性和经济合理性。

关键词：桥梁结构刚臂计算模型应用