国家自然科学基金(51068018)
- 作品数：7 被引量：54H指数：5
- 相关作者：张元海林丽霞刘勇李娜娜白昕更多>>
- 相关机构：兰州交通大学西南交通大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金甘肃省高等学校研究生导师科研项目计划长江学者和创新团队发展计划更多>>
- 相关领域：建筑科学交通运输工程理学更多>>
- 薄壁箱梁挠曲性能的矩阵分析被引量：4
- 2011年
- 在选取薄壁箱梁剪力滞控制微分方程的齐次解作为单元位移函数建立形函数矩阵基础上,运用虚功原理推导竖向集中荷载作用下单元等效节点力公式,提出双室箱梁的合理剪滞翘曲位移函数。通过对变截面悬臂箱梁有机玻璃模型进行计算,验证提出的梁段单元对分析变截面箱梁的有效性。结合实际箱梁算例,分析预应力混凝土变截面连续箱梁的挠曲性能。研究结果表明:所提出的梁段单元用于变截面箱梁分析时,具有较高的计算精度;在竖向集中荷载作用下,箱梁剪滞力矩图是一条平滑曲线,任意截面处剪滞力矩均不大于弯矩;剪滞效应使连续箱梁的跨中挠度明显增大,工程实践中必须认真对待。
- 张元海林丽霞李乔
- 关键词：薄壁箱梁剪滞效应变截面箱梁
- 薄壁箱形截面扭转中心及主扇性坐标研究被引量：6
- 2013年
- 基于薄壁箱梁约束扭转理论中有关几何特性的计算过程,导出了双室箱形截面扭转中心及主扇性坐标的实用计算公式,数值算例验证了所推导公式的正确性.结合数值算例,详细分析了双室箱形截面的悬臂板宽度及梁高变化对扭转中心及主扇性坐标的影响.对扭转中心位置的研究结果表明:扭转中心至顶板中面的距离随着梁高的增大而线性增大;当悬臂板宽度小于某一临界宽度时,随着悬臂板宽度的增大,扭转中心位置逐渐降低;当悬臂板宽度超过该临界宽度后,扭转中心位置随着悬臂板宽度的增大而逐渐升高;悬臂板的这一临界宽度随梁高的增大而减小.
- 李琳白昕张元海
- 关键词：薄壁箱梁
- 箱形梁正负剪力滞判别的广义力矩法被引量：6
- 2011年
- 在箱形梁挠曲分析基础上,提出一种判别箱形梁正负剪力滞方法,导出用截面几何特性和广义力矩表达的判别式,结合实例判别简支箱梁、悬臂箱梁、外伸箱梁和连续箱梁正负剪力滞。与通过比较弯矩和附加弯矩之间相互关系判别方法相比,所提出方法更适合于复杂型式箱梁正负剪力滞判别。研究结果表明:箱形梁发生正剪力滞还是负剪力滞,主要取决于其横截面尺寸及弯矩与剪力滞力矩之间相对大小;对于在竖向荷载作用下有正、负弯矩分布箱梁,在反弯点附近梁段内判别式参数有"跳跃"现象;在弯矩分布呈折角处,剪力滞力矩分布比较平滑。
- 张元海李娜娜刘勇
- 关键词：箱形梁剪力滞判别式
- 一种考虑剪滞效应的斜支承连续箱梁挠曲扭转分析方法被引量：13
- 2012年
- 通过在支承坐标系下考虑约束条件,提出一种适用于斜支承连续箱梁挠曲扭转分析的薄壁箱梁单元。该单元具有10个自由度,可方便地考虑斜支承连续箱梁的剪滞效应和扭翘变形。选取挠曲剪滞微分方程和约束扭转微分方程的齐次解作为单元位移函数,推导出单元刚度矩阵各元素的具体表达式。从剪滞翘曲应力的轴向平衡条件出发,建立双室箱形断面的剪滞翘曲位移函数,并给出了剪滞翘曲几何特性的一般计算公式。用所编制的电算程序SSCBA对一个3跨斜支承双室连续箱梁模型进行计算,计算值与实测值和ANSYS壳单元结果均吻合较好,证实该箱梁单元是可靠的。计算表明:在跨中偏心荷载作用下,斜支承连续箱梁的剪滞翘曲变形和约束扭转翘曲变形对应力分布具有显著影响。
- 张元海林丽霞
- 关键词：薄壁箱梁斜支承剪滞效应有限段法
- 单箱双室箱梁剪力滞效应的差分解被引量：9
- 2012年
- 从满足剪力滞翘曲应力的轴向平衡条件出发,选取三次抛物线翘曲位移模式,考虑了悬臂板宽度及上下翼板至形心轴不同距离的影响,从而更合理反映箱形梁剪力滞翘曲应力.导出了剪力滞翘曲惯性矩、惯性积和面积等几何特性计算公式.根据最小势能原理,建立了薄壁箱梁挠曲剪力滞的控制微分方程.采用有限差分法推导出变截面悬臂箱梁剪力滞效应计算式和边界条件.运用Ansys有限元软件中的Shell63单元进行建模,分析单箱双室三跨连续箱梁剪力滞效应的分布规律.对比分析了翘曲位移模式及轴力平衡条件对剪力滞效应的影响.结果表明:二、三次抛物线均不是最合理的位移模式;连续箱梁的剪力滞效应受翘曲位移模式的影响很小;轴力平衡条件对应力分布的影响亦很小.
- 刘勇张丽张元海张效军
- 关键词：剪力滞效应能量变分法差分法
- 平面角钢桁架K型节点板的改进设计研究
- 2016年
- 在桁架结构中,节点板受力十分复杂,合理选择节点板对于整个桁架设计是非常关键的。本文针对节点板设计中存在的问题,对角钢桁架采用K型节点板改进研究,应用有限元软件分析了其力学特性,结合实际工程验证了改进型节点板的合理性。改进后节点板符合现行钢结构设计规范,不但提高了桁架结构的安全性,而且可使桁架结构设计做到标准化和系列化。
- 王振科孙学先
- 关键词：桁架节点板有限元
- 剪力滞效应对箱形梁挠度影响的研究被引量：20
- 2012年
- 从剪力滞翘曲应力的轴向平衡条件出发,选取双室箱梁的合理翘曲位移函数,引入相应于剪力滞翘曲变形的惯性矩和惯性积等几何特性,用能量变分法建立薄壁箱梁剪力滞效应分析的控制微分方程。通过求解控制微分方程,导出集中荷载和均布荷载作用下简支箱梁和悬臂箱梁的挠度公式及有限梁段单元刚度矩阵,模型试验和ANSYS壳单元计算结果证实了其正确性。结合简支、悬臂和连续箱梁数值算例,具体分析剪力滞效应对箱梁挠度的提高程度。结果表明,无论在集中荷载还是均布荷载作用下,剪力滞效应对简支箱梁的挠度均有显著提高。在集中荷载作用下,剪力滞效应对连续箱梁挠度的提高可达14%;对于跨宽比约为4.0～6.0的简支箱梁,可将按初等梁计算的跨中挠度乘以提高系数1.05～1.11;计算悬臂箱梁的挠度时,一般可以忽略剪力滞效应的影响。
- 张元海林丽霞刘勇
- 关键词：薄壁箱梁剪力滞效应能量变分法挠度
