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橋梁有限元軟件開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用 版權(quán)信息
- ISBN：9787114196959
- 條形碼：9787114196959 ; 978-7-114-19695-9
- 裝幀：平裝
- 冊數(shù)：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
橋梁有限元軟件開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用 內(nèi)容簡介
本書以橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計原理和有限元核心算法為主線, 重點講述具有創(chuàng)新特色的算法和專題內(nèi)容, 以現(xiàn)行的橋梁設(shè)計、施工規(guī)范、標準為依據(jù), 對橋梁領(lǐng)域非常重要又屬于難點的專題內(nèi)容進行理論分析, 對分析軟件的計算流程進行了詳細描述。內(nèi)容包括按混凝土齡期調(diào)整的等效彈性模量的徐變效應(yīng)計算、鋼-混組合梁的混凝土收縮和徐變效應(yīng)計算、斜拉橋成橋階段自動化調(diào)索和影響矩陣法索力優(yōu)化等。
橋梁有限元軟件開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用 目錄
第1章 緒論 1
1.1 橋梁工程及有限元法 1
1.2 橋梁專用有限元軟件的概況與我國的探索 1
1.3 橋梁有限元綜合軟件系統(tǒng)BRGFEP的形成與發(fā)展 2
1.3.1 BRGFEP初始版的形成 3
1.3.2 BRGFEP初始版的功能 4
1.3.3 BRGFEP的升級歷史 4
1.4 本書的主要內(nèi)容和面向的讀者 6
本章參考文獻 7
第2章 橋梁有限元軟件基本框架和若干要點 8
2.1 橋梁有限元軟件基本框架 8
2.2 橋梁有限元軟件的若干要點 10
2.2.1 普通梁單元的剛度矩陣 10
2.2.2 含剛臂單元的力、位移矢量及剛度矩陣 11
2.2.3 鋼束二次效應(yīng)和收縮徐變二次效應(yīng) 15
2.2.4 預(yù)應(yīng)力沿程損失和張拉伸長量 16
2.2.5 正截面和斜截面承載能力 19
2.2.6 不同類型的截面特性及試驗梁荷載 21
2.2.7 斜拉橋成橋目標索力和施工階段張拉索力調(diào)整計算 22
2.2.8 懸索橋的成橋和空纜線形計算以及全橋幾何非線性正裝計算 23
2.2.9 其他問題 23
2.3 BRGFEP開發(fā)參照的規(guī)范 24
2.4 小結(jié) 24
本章參考文獻 24
第3章 考慮齡期調(diào)整系數(shù)的混凝土結(jié)構(gòu)徐變效應(yīng)計算 25
3.1 徐變與徐變次內(nèi)力 25
3.2 考慮齡期調(diào)整等效彈性模量的徐變次內(nèi)力計算方法 26
3.3 徐變荷載向量的不同計算方法及其統(tǒng)一性 28
3.3.1 以位移表示的徐變固端力計算方法 28
3.3.2 以力表示的徐變固端力計算方法 29
3.3.3 用力和位移表示的混合法 29
3.4 其他要注意的問題 30
3.4.1 與徐變相關(guān)的各種時間參數(shù)的準確定位 30
3.4.2 收縮和徐變的關(guān)系 31
3.5 在體系轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的徐變次內(nèi)力分析中的工程應(yīng)用 31
3.5.1 簡支轉(zhuǎn)兩端固定梁 31
3.5.2 普通鋼筋混凝土簡支變連續(xù)梁 32
3.5.3 預(yù)應(yīng)力混凝土簡支變連續(xù)橋梁 33
3.5.4 懸臂澆筑的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋的徐變效應(yīng) 33
3.6 非彈性支承和彈性支承一次落架混凝土結(jié)構(gòu)的徐變效應(yīng) 35
3.6.1 非彈性支承一次落架的等截面連續(xù)梁 35
3.6.2 非彈性支承一次落架超靜定結(jié)構(gòu)徐變次內(nèi)力為零的條件和證明 35
3.6.3 彈性支承一次落架超靜定結(jié)構(gòu)的徐變次內(nèi)力 37
3.6.4 彈性支承的剛架徐變算例 38
3.6.5 彈性支承的閉合框架算例 39
3.7 小結(jié) 40
本章參考文獻 41
第4章 基于非線性等效溫度場的鋼-混組合梁溫度和收縮效應(yīng)計算 42
4.1 鋼-混組合梁溫度和收縮效應(yīng)既有算法及基于等效溫度場的有限元算法 42
4.2 簡支鋼-混組合梁溫度和收縮效應(yīng)的求解方法 43
4.2.1 方法1——先混凝土局部后整體 43
4.2.2 方法2——先鋼局部后整體 43
4.2.3 方法3——基于交互作用的組合梁微分方程方法 45
4.3 超靜定鋼-混組合梁溫度和收縮效應(yīng)的求解方法 47
4.3.1 換算截面的非線性溫度梯度效應(yīng)求法 47
4.3.2 和方法1等效的證明 49
4.4 算例 50
4.4.1 按平截面假定求解的簡支鋼-混組合梁 50
4.4.2 考慮滑移的簡支鋼-混組合梁 52
4.4.3 超靜定鋼-混組合梁 53
4.5 小結(jié) 54
本章參考文獻 55
第5章 基于非線性等效溫度場和等效彈性模量比的
鋼-混組合梁徐變效應(yīng)計算 57
5.1 徐變分析與基于非線性等效溫度場的鋼-混組合梁徐變計算軟件開發(fā) 57
5.2 鋼-混組合梁徐變作用下的非線性等效溫度場計算 58
5.3 鋼-混組合梁徐變作用下的自應(yīng)力效應(yīng)和超靜定效應(yīng)求解 59
5.3.1 約束應(yīng)變和自應(yīng)力的求解 60
5.3.2 組合梁徐變荷載向量和超靜定效應(yīng)的求解 61
5.3.3 用截面特性調(diào)節(jié)實現(xiàn)等效彈性模量調(diào)節(jié) 62
5.4 程序的驗證及算例 62
5.4.1 普通鋼筋混凝土的簡支鋼-混組合梁 63
5.4.2 多跨普通鋼筋混凝土的鋼-混組合梁 64
5.4.3 中等跨徑三跨預(yù)應(yīng)力鋼-混組合梁 65
5.4.4 大跨度預(yù)應(yīng)力鋼-混組合連續(xù)梁 67
5.5 小結(jié) 68
本章參考文獻 68
第6章 斜拉橋成橋索力能量法自動化調(diào)索和索力優(yōu)化 70
6.1 能量法自動化調(diào)索和影響矩陣快速索力優(yōu)化的成橋調(diào)索方法的提出 70
6.2 能量法自動化調(diào)索的流程 71
6.2.1 體內(nèi)力與體外力以及體內(nèi)力影響矩陣 71
6.2.2 *小彎曲能量法的證明 73
6.2.3 能量法自動化調(diào)索的實現(xiàn) 74
6.3 能量法基礎(chǔ)上的影響矩陣法索力優(yōu)化 75
6.4 算例 78
6.4.1 某三塔矮塔混凝土斜拉橋 78
6.4.2 獨塔不對稱鋼-混凝土混合斜拉橋 80
6.5 小結(jié) 82
本章參考文獻 83
第7章 基于體內(nèi)力無應(yīng)力狀態(tài)法的斜拉橋施工階段調(diào)索計算 84
7.1 基于體內(nèi)力無應(yīng)力狀態(tài)法的施工階段調(diào)索方法的提出 84
7.2 成橋體系的目標無應(yīng)力索長和體內(nèi)力計算 86
7.3 基于體內(nèi)力的無應(yīng)力狀態(tài)法施工過程計算 86
7.3.1 施工階段的體內(nèi)力修正計算 86
7.3.2 施工階段按接續(xù)位移激活的節(jié)點實際累計位移計算 88
7.3.3 無應(yīng)力狀態(tài)法施工調(diào)索時二次張拉的計算 89
7.4 算法的閉合性驗證及算例分析 90
7.4.1 懸臂澆筑雙塔斜拉橋 91
7.4.2 新疆紅墩路斜塔斜拉橋 93
7.5 小結(jié) 94
本章參考文獻 95
第8章 懸索橋成橋與空纜線形及幾何非線性正裝計算 96
8.1 國內(nèi)外懸索橋及計算軟件簡況 96
8.2 索單元的索力與線形關(guān)系控制方程 98
8.2.1 以無應(yīng)力索長s0表達的索力與投影分量關(guān)系的控制方程 98
8.2.2 以有應(yīng)力索長s表達的控制方程 99
8.3 索單元的切線剛度矩陣 100
8.4 成橋線形計算方法和實現(xiàn)流程 103
8.4.1 拋物線法的成橋線形求解方法 103
8.4.2 分段懸鏈線法的成橋線形求解方法 104
8.5 空纜線形及索鞍預(yù)偏量計算 108
8.5.1 按空纜懸鏈線方程的近似解法 109
8.5.2 按橋跨索單元等效剛度的非線性位移法 110
8.6 懸索橋成橋找形和空纜線形計算算例 112
8.6.1 經(jīng)典例題驗證算例 112
8.6.2 工程算例 115
8.7 基于共旋坐標法的懸索橋幾何非線性正裝計算 118
8.7.1 懸索橋的幾何非線性正裝計算和共旋坐標法 118
8.7.2 共旋坐標法幾何非線性正裝計算的流程 119
8.7.3 梁桿單元共旋坐標法切線剛度矩陣推導(dǎo) 120
8.7.4 共旋坐標法切線剛度矩陣和Saafan切線剛度矩陣的比較 126
8.7.5 梁、桿、索混合結(jié)構(gòu)幾何非線性算例 127
8.8 小結(jié) 129
本章參考文獻 130
第9章 鋼筋混凝土偏心拉壓構(gòu)件承載能力分析 132
9.1 偏心受力承載能力通用計算軟件開發(fā)的必要性 132
9.2 承載能力極限狀態(tài)下的基本假定和方程 133
9.2.1 基于平截面假定的幾何方程和基于胡克定律的物理方程 133
9.2.2 不同形式偏心拉壓構(gòu)件的平衡方程 134
9.2.3 異形截面偏心受力類型的判別 136
9.2.4 平衡方程求解技巧及其他要注意的問題 136
9.3 兼具裂縫寬度自動計算功能的普通鋼筋混凝土截面通用配筋軟件 138
9.4 算例 140
9.4.1 鋼筋混凝土實體連續(xù)板 140
9.4.2 鋼筋混凝土箱形拱 141
9.5 小結(jié) 142
本章參考文獻 142
第10章 含受壓區(qū)鋼束的預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁抗彎承載能力計算 143
10.1 含受壓區(qū)鋼束的混凝土橋梁承載能力計算難點和軟件開發(fā)的必要性 143
10.2 規(guī)范既有的含受壓區(qū)鋼束抗彎承載能力計算公式 144
10.3 考慮受壓區(qū)鋼束承載能力計算的通用方法和程序?qū)崿F(xiàn) 146
10.3.1 通用的廣義平衡方程 146
10.3.2 通用平衡方程中的鋼束和鋼筋應(yīng)力 146
10.3.3 受壓區(qū)鋼束中心消壓應(yīng)力求解 148
10.3.4 平衡方程的多重非線性及迭代求解 149
10.4 算例 150
10.5 小結(jié) 152
本章參考文獻 152
第11章 梁單元的自由度釋放和靜力凝聚 154
11.1 梁單元在有限元力學(xué)方程中的靜力凝聚 154
11.2 梁單元靜力凝聚的有限元方程 154
11.3 靜力凝聚的剛度矩陣 155
11.4 靜力凝聚的等效荷載 156
11.4.1 集中荷載 156
11.4.2 水平和鉛直的梯形分布荷載 157
11.4.3 其他荷載 159
11.5 靜力凝聚的約束條件處理 159
11.6 算例 160
11.6.1 算例1 160
11.6.2 算例2 161
11.6.3 結(jié)論 161
本章參考文獻 162
第12章 結(jié)構(gòu)動力和穩(wěn)定特性的數(shù)值計算 163
12.1 動力和穩(wěn)定特性計算及自由度釋放 163
12.2 動力和穩(wěn)定特征方程 163
12.3 動力和穩(wěn)定方程的自由度凝聚 164
12.3.1 按傳統(tǒng)凝聚方法的動力特征方程 164
12.3.2 虛功原理的應(yīng)用 165
12.3.3 釋放自由度時形函數(shù)及其導(dǎo)數(shù)的推導(dǎo) 165
12.3.4 釋放自由度時的一致質(zhì)量矩陣 166
12.3.5 釋放自由度時的幾何剛度矩陣 167
12.4 動力和穩(wěn)定特征方程廣義特征值與特征向量的求解 168
12.5 穩(wěn)定特征方程求解的特殊性 169
12.6 算例 169
12.6.1 動力特征值求解算例 169
12.6.2 穩(wěn)定特征值求解算例 171
12.7 小結(jié) 173
本章參考文獻 173
第13章 橋梁有限元軟件前后處理界面設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù) 174
13.1 軟件的前后處理界面設(shè)計 174
13.2 視圖變換和節(jié)點插入 175
13.2.1 通過改變圖片框的坐標刻度屬性進行視圖變換的繪圖 175
13.2.2 在虛擬屏幕狀態(tài)下插入單元或節(jié)點的繪圖 175
13.2.3 圖形變換的算法和數(shù)學(xué)公式 176
13.2.4 前處理中的選擇、激活、鈍化、添加和編輯 177
13.3 與AutoCAD的圖形交互 180
13.3.1 截面圖形與AutoCAD的交互——導(dǎo)入圖形 180
13.3.2 有限元模型與AutoCAD的交互——導(dǎo)出圖形 181
13.4 后處理 182
13.5 基于通用本構(gòu)關(guān)系的普通鋼筋混凝土截面配筋工具界面 184
13.6 其他技術(shù) 186
13.7 總結(jié) 187
本章參考文獻 187
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