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三节点变轴力平面梁柱单元的推导和验证

同济大学学报（自然科学版） 2005年第10期33卷 1297-1302页

作者：罗兴隆邓长根同济大学建筑工程系上海200092

为了考虑平面框架结构中梁柱构件在变化轴向荷载作用下的P—Δ效应,采用三节点平面梁柱单元,选用三点插值的Hermite多项式作为其形函数,根据最小势能原理推导了单元线性刚度矩阵和初应力刚度矩阵,并分别阐述了应用该单元求解结构屈曲荷... 详细信息

为了考虑平面框架结构中梁柱构件在变化轴向荷载作用下的P—Δ效应,采用三节点平面梁柱单元,选用三点插值的Hermite多项式作为其形函数,根据最小势能原理推导了单元线性刚度矩阵和初应力刚度矩阵,并分别阐述了应用该单元求解结构屈曲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.

关键词：梁柱单元变轴力 P-△效应初应力刚度矩阵

基于有限单元柔度法和刚度法的几何非线性空间梁柱单元比较研究

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工程力学 2005年第3期22卷 31-38页

作者：陈滔黄宗明重庆大学土木工程学院重庆400045

分别基于有限单元柔度法和有限单元刚度法二阶分析理论,采用纤维模型梁柱单元编制了钢筋混凝土杆系结构二阶非线性分析程序;分别采用这两种方法对几个典型试验实例进行了计算机模拟分析,通过模拟分析结果的对比,对有限单元柔度法与有限... 详细信息

分别基于有限单元柔度法和有限单元刚度法二阶分析理论,采用纤维模型梁柱单元编制了钢筋混凝土杆系结构二阶非线性分析程序;分别采用这两种方法对几个典型试验实例进行了计算机模拟分析,通过模拟分析结果的对比,对有限单元柔度法与有限单元刚度法处理几何非线性问题的效果与效率进行了比较研究。结果表明:对于几何非线性问题,尤其是对于处理下降段(非稳定阶段)问题,基于柔度法的梁柱单元无论从计算效率还是计算效果上都明显优于基于刚度法的梁柱单元,有限单元柔度法是目前处理杆系结构材料与几何双重非线性问题最为有效的分析方法。

关键词：结构工程非线性有限单元法有限单元柔度法梁柱单元几何非线性二阶效应

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考虑粘结滑移效应的型钢混凝土梁柱单元

计算力学学报 2011年第6期28卷 909-914页

作者：郑山锁张传超李磊西安建筑科技大学西安710055

本文建立了一种适用于型钢混凝土梁柱构件的非线性梁柱单元,并在建模中考虑了粘结滑移效应。根据型钢混凝土自由体的受力特点,建立了考虑界面粘结滑移时单元的控制微分方程和变形协调方程。基于有限单元柔度法和纤维模型的基本思想,选... 详细信息

本文建立了一种适用于型钢混凝土梁柱构件的非线性梁柱单元,并在建模中考虑了粘结滑移效应。根据型钢混凝土自由体的受力特点,建立了考虑界面粘结滑移时单元的控制微分方程和变形协调方程。基于有限单元柔度法和纤维模型的基本思想,选取了合适的力的插值函数。根据最小势能原理,推导了单元的柔度矩阵,提出了基于柔度法的单元状态确定方法。最后,通过数值计算结果与试验结果的对比,对本文建立的模型适用性和准确性进行了验证。结果表明,计算结果与试验结果吻合较好,计算精度高,且计算速度快。

关键词：梁柱单元粘结滑移柔度法纤维模型非线性

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基于梁柱单元的钢筋混凝土桥墩地震损伤分析

天津大学学报 2011年第3期44卷 189-195页

作者：李正李忠献天津大学建筑工程学院天津300072 天津大学滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室天津300072

Faria-Oliver模型是一个简单而有效的混凝土损伤模型.基于Faria-Oliver模型提出了混凝土单轴损伤模型,且加以修正以更好地模拟混凝土单边效应;在ABAQUS软件平台上,编制了含有钢筋修正Menegotto-Pinto模型和混凝土单轴修正Faria-Oliver... 详细信息

Faria-Oliver模型是一个简单而有效的混凝土损伤模型.基于Faria-Oliver模型提出了混凝土单轴损伤模型,且加以修正以更好地模拟混凝土单边效应;在ABAQUS软件平台上,编制了含有钢筋修正Menegotto-Pinto模型和混凝土单轴修正Faria-Oliver损伤模型的用户材料子程序VUMAT,建立了纤维模型等效模拟方法;分别模拟了一钢筋混凝土桥墩试件的循环加载试验和一钢筋混凝土桥墩试件的振动台试验,模拟结果与试验结果基本吻合.研究表明:本文所给出的单轴本构模型及纤维模型等效模拟方法有效、适用;基于梁柱单元的钢筋混凝土桥墩地震损伤分析不仅计算效率高而且提供了地震损伤演化过程信息,具有较强的工程实用性.

关键词：钢筋混凝土桥墩地震损伤单轴损伤本构模型梁柱单元纤维模型

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钢筋混凝土纤维梁柱单元实用模拟平台

工程力学 2011年第4期28卷 102-108+127页

作者：禚一李忠献天津大学建筑工程学院滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室

为精细化模拟钢筋混凝土结构的非线性滞回性能,建立了钢筋混凝土纤维梁柱单元的一种实用模拟平台FENAP,开发了相应的具有钢和混凝土多种单轴本构模型的材料库。FENAP平台可考虑构件刚度和强度退化等损伤效应、轴力和弯矩的多维耦合效应... 详细信息

为精细化模拟钢筋混凝土结构的非线性滞回性能,建立了钢筋混凝土纤维梁柱单元的一种实用模拟平台FENAP,开发了相应的具有钢和混凝土多种单轴本构模型的材料库。FENAP平台可考虑构件刚度和强度退化等损伤效应、轴力和弯矩的多维耦合效应以及箍筋对混凝土的约束效应。分别运用FENAP平台和OpenSees软件模拟了圆形钢墩柱和矩形钢筋混凝土悬臂梁在反复加载下的滞回性能,并对两者的模拟结果进行了比较分析。结果表明,利用该文所建立的FENAP平台可精细模拟桥梁构件的复杂非线性行为,且计算效率和求解精度高,从而为长大桥梁地震灾变过程模拟提供了实用的分析手段。

关键词：钢筋混凝土梁柱单元纤维模型非线性行为滞回性能约束效应

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同方期刊数据库

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二节点变轴力平面梁柱单元

力学季刊 2006年第2期27卷 335-340页

作者：罗兴隆邓长根同济大学建筑工程系上海200092

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,... 详细信息

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。

关键词： P-△效应梁柱单元变轴力初应力刚度矩阵

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框架非线性分析的新梁柱单元

力学季刊 2001年第2期22卷 186-191页

作者：宋启根罗穆勇宋丹东南大学南京210096

目前尚缺乏能在高轴力作用下简便地用于有限元分析的梁柱单元。本文所提出的单元运算简便,能以统一形式同时用于轴力P为拉(正)及压(负)的情况并在-3.8P/P_e<∞(P_e为杆的欧拉临界力)的范围内有极高的精度,实际上和作为精确解的稳定函数... 详细信息

目前尚缺乏能在高轴力作用下简便地用于有限元分析的梁柱单元。本文所提出的单元运算简便,能以统一形式同时用于轴力P为拉(正)及压(负)的情况并在-3.8P/P_e单元可用于所有实际框架结构的非线性分析,只需取一根杆件为一个单元,并且可简便地植入现有框架非线性分析程序中。文中还通过一些典型算例的分析结果,论证了该单元的正确、高效和广泛适用性。

关键词：框架结构非线性分析梁柱单元

基于力的形函数的梁柱单元在混凝土框架低周反复分析中的应用

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工业建筑 2007年第Z1期37卷 221-224,286页

作者：高伟君何越磊钟卿上海工程技术大学上海201620

传统的有限元软件在分析混凝土结构时,由于混凝土材料本身的高度非线性,结构屈服后内力再分配呈现出严重的非线性,导致有限元采用的位移形函数失真,往往难以得到满意的分析结果。为了解决这一问题,提出基于力的形函数的单元形式,并逐渐... 详细信息

传统的有限元软件在分析混凝土结构时,由于混凝土材料本身的高度非线性,结构屈服后内力再分配呈现出严重的非线性,导致有限元采用的位移形函数失真,往往难以得到满意的分析结果。为了解决这一问题,提出基于力的形函数的单元形式,并逐渐被研究人员所接受。由于它可以严格精确地描述结构各部分之间特别是节点和截面之间的内力关系,因而比之传统的单元形式具有明显的精度优势。但缺点是计算复杂,位移要逐步协调。总结了现有的基于力的形函数的梁柱单元理论,对单元和截面之间的流程控制、迭代方法等逐一展开讨论,然后运用上述理论着手编制了有限元程序。同时选取了一榀进行低周反复试验的混凝土平面框架进行分析,程序计算结果较好地验证了基于力的形函数的单元理论,最后对程序计算中出现的有关问题给出了进一步研究的建议。

关键词：力的形函数梁柱单元混凝土框架低周反复分析

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钢筋混凝土梁柱单元的高斯积分

工业建筑 2005年第8期35卷 52-55页

作者：刁波郭冲北京航空航天大学土木工程系北京100083

在已建立的任意截面钢筋混凝土梁柱单元模型基础上,分析了单元积分时高斯点数对钢筋混凝土结构非线性分析结果的影响,分析比较了现行混凝土结构设计规范建议的用于计算弯压截面极限承载力的混凝土受压σ-ε关系和用于非线性分析的σ-ε... 详细信息

在已建立的任意截面钢筋混凝土梁柱单元模型基础上,分析了单元积分时高斯点数对钢筋混凝土结构非线性分析结果的影响,分析比较了现行混凝土结构设计规范建议的用于计算弯压截面极限承载力的混凝土受压σ-ε关系和用于非线性分析的σ-ε关系的差异,并将计算结果与试验结果比较,建议合理的钢筋混凝土梁柱单元积分高斯点数。

关键词：钢筋混凝土梁柱单元非线性分析高斯积分任意截面计算结果结构非线性极限承载力混凝土结构单元模型