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    188宝金博页面版: 弹性地基上框架结构内力计算方法

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    内容提示： !"#： !"#$%&’( )#*++,#!"""!!-%"#."!.#"/#"!’收稿日期：."!.!"’!"!作者简介：汪基伟 （!-’. —） ， 男， 浙江吉安人， 教授， 博士， 主要从事结构计算研究。0123*4： 5)5.-"$-!%6!.’#782弹性地基上框架结构内力计算方法汪基伟， 提桂娟， 冷飞（河海大学土木与交通学院， 江苏 南京.!""-%）摘要：将框架结构的地基梁单元细分， 由弹性力学中的地基沉陷公式求得与细分后梁单元结点相对应的地基柔度矩阵， 对柔度矩阵求逆得到地基刚度矩阵， 与框架结构刚度矩阵叠加形成总体刚度矩阵； 设置虚梁考虑边荷载； 通过求解确定地基集中反力为受拉的结点， 消除这些结点对地基刚度的贡献， 进而考虑地...

    文档格式：PDF | 页数：5 | 浏览次数：35 | 上传日期：2013-10-11 19:21:39 | 文档星级：
    !"#： !"#$%&’( )#*++,#!"""!!-%"#."!.#"/#"!’收稿日期：."!.!"’!"!作者简介：汪基伟 （!-’. —） ， 男， 浙江吉安人， 教授， 博士， 主要从事结构计算研究。0123*4： 5)5.-"$-!%6!.’#782弹性地基上框架结构内力计算方法汪基伟， 提桂娟， 冷飞（河海大学土木与交通学院， 江苏 南京.!""-%）摘要：将框架结构的地基梁单元细分， 由弹性力学中的地基沉陷公式求得与细分后梁单元结点相对应的地基柔度矩阵， 对柔度矩阵求逆得到地基刚度矩阵， 与框架结构刚度矩阵叠加形成总体刚度矩阵； 设置虚梁考虑边荷载； 通过求解确定地基集中反力为受拉的结点， 消除这些结点对地基刚度的贡献， 进而考虑地基与地基梁的脱开问题； 由梯形分布荷载作用下的梁单元固端剪力系数矩阵，建立由结点处地基集中反力求地基分布反力的关系式， 形成了完善的半解析弹性地基上框架结构内力与地基反力求解方法， 算例表明该方法有很好的精度。同时通过算例发现， 不同地基模型对结构的总沉陷影响较大， 但对结构内力、 地基反力和沉陷差影响较小。关键词：平面框架； 弹性地基梁； 地基模型； 平面杆系有限元中图分类号： 9:$;%； 9:;$$文献标志码： <文章编号： !"""!!-%" （."!.） "/!"/’$!"/$%&’(&%)*+, -.)/+0 +1 *,).2,%& 1+2’. +1 12%-. 3)2(’)(2.3 +, .&%3)*’ 1+(,0%)*+,34567 8*9.*，:# 7(*;(%,，<=67 >.*（!"##$%$ "& !’(’# )*+ ,-)*./"-0)0’"* 1*%’*$$-’*%，2"3)’ 4*’($-.’05，6)*7’*% .!""-%，!3’*)）5?3)2%’)：9=> ?8@,A3B*8, C>32 >4>2>,B+ 8? 3 ?D32> +BD@7B@D> 5>D> +@CA*E*A>A 3+ D>F@*D>A# 9=> ?8@,A3B*8, +B*??,>++23BD*G 53+ 8CB3*,>A CH *,E>D+*,I B=> ?4>G*C*4*BH 23BD*G 8? B=> +@CA*E*A>A ?8@,A3B*8, C>32 8? B=> ?D32> +BD@7B@D># 9=>?4>G*C*4*BH 23BD*G 53+ >+B3C4*+=>A ?D82 ?8@,A3B*8, +>BB4>2>,B *, >43+B*7 2>7=3,*7+# 9=> B8B34 +B*??,>++ 23BD*G 53+ ?8D2>A CHB=> +B*??,>++ 23BD*G 8? B=> ?8@,A3B*8, C>32 3,A ?D32> +BD@7B@D># J*A> 483A+ 5>D> >G>DB>A CH B=> E*DB@34 C>32# 9=> B>,+*4>+>K3D3B*8, 8? B=> C>32 ?D82 B=> ?8@,A3B*8, 53+ 78,+*A>D>A CH B=> BD3,+?8D23B*8, 8? B=> 78,7>,BD3B>A D>37B*8, ?8D7> B878,BD*C@B*8, 8? B>,+*4> ,8A>+ B8 ?8@,A3B*8, +B*??,>++# 9=> D>43B*8,+=*K C>B5>>, B=> A*+BD*C@B>A +@CID3A> D>37B*8, ?8D7> 3,AB=> 78,7>,BD3B>A D>37B*8, ?8D7> 53+ A>E>48K>A CH 3 78>??*7*>,B 23BD*G 8? +=>3D ?8D7> 3B 3 ?*G>A >,A 8? B=> C>32 @,A>DBD3K>L8*A34 A*+BD*C@B>A 483A*,I# M*,344H，3 782K4>B> +>2*13,34HB*734 2>B=8A ?8D ?D32> +BD@7B@D>+ 8, >43+B*7 ?8@,A3B*8,+ 53+>+B3C4*+=>A# <, >G32K4> +=85+ B=3B B=> 2>B=8A =3+ =*I= 377@D37H，3,A E3D*8@+ ?8@,A3B*8, 28A>4+ =3E> +*I,*?*73,B*,?4@>,7> 8, B=> B8B34 +>BB4>2>,B 8? B=> +BD@7B@D> 3,A *,+*I,*?*73,B *,?4@>,7> 8, B=> +BD@7B@D34 *,B>D,34 ?8D7>，?8@,A3B*8,D>37B*8, ?8D7>，3,A +@C+*A>,7> A*??>D>,7>#@.A 9+203：K43,3D ?D32>；>43+B*7 ?8@,A3B*8, C>32；?8@,A3B*8, 28A>4；K43,3D C3D1+H+B>2 ?*,*B> >4>2>,B 2>B=8A水利工程中许多结构可以简化为作用在地基上的平面框架结构， 如尾水管［!］、 水闸［.］、 蜗壳［$］等， 其内力常采用地基梁法和有限单元法求解。地基梁法将上部结构和地基梁作为 . 个独立的结构， 将地基梁作为上部结构的固定支座， 采用结构力学求出上部结构的内力及支座反力， 然后将支座反力施加给地基梁， 查表求出地基梁内力。这种方法简单方便， 可以手算， 但忽略了上部结构和地基之间的相互作用， 不能反映整个结构的变形与内力。采用有限单元法计算时， 地基划分为块体单元［;］， 为了避免梁单元与块体单元结点自由度不一致引起的误差， 将框架也划分为块体单元； 为模拟框架与地基可能的脱开， 在框架与地基之间设置界面单元； 求出单元应力后通过对应力积分得到框架结构的内力。这种方法网格划分和内力求解过程比较繁琐，地基网格划分的范围也影响计算精度。为解决这些问题， 文献 ［/］ 提出了半解析法， 该法的要点是将上部结第 ;" 卷第 / 期."!. 年 - 月河 海 大 学 学 报（ 自 然 科 学 版 ）N8@D,34 8? O8=3* :,*E>D+*BH （P3B@D34 J7*>,7>+）Q84#;" P8#/J>K# ."!.

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