含缺陷结构上限极限分析的弹性模量缩减法 被引量：5

1

作者 张伟 刘利文 +1 位作者 杨绿峰 吴文龙 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第5期748-753,共6页

为获得含缺陷结构的极限荷载,提出了含缺陷结构上限极限分析的弹性模量缩减法.研究了适用于应力集中条件下的基准承载比算法,建立了含缺陷结构极限分析的弹性模量调整策略,能结合线弹性有限元法构造逼近该类结构极限状态的机动位移场和... 为获得含缺陷结构的极限荷载,提出了含缺陷结构上限极限分析的弹性模量缩减法.研究了适用于应力集中条件下的基准承载比算法,建立了含缺陷结构极限分析的弹性模量调整策略,能结合线弹性有限元法构造逼近该类结构极限状态的机动位移场和允许应力场;引入结合虚功原理和基准体概念的上限极限荷载乘子算法,可获得满足上限分析数学规划模型的最优极限荷载解.算例分析表明:该方法可用于含裂纹和凹坑缺陷结构的极限分析;通常可在30个迭代步内得到与解析法及其他数值解相差在5%以内的极限分析结果. 展开更多

关键词 上限极限分析 弹性模量缩减法 含缺陷结构 弹性模量调整策略

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工程结构整体承载力设计与优化的弹性模量缩减法研究 被引量：5

2

作者 杨绿峰 李琦 张伟 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第5期61-70,共10页

为解决当前结构设计和优化方法不能定量设计结构整体承载力的问题,基于弹性模量缩减法建立了工程结构整体承载力设计公式与优化准则。首先利用齐次广义屈服函数定义单元承载比、基准承载比和构件承载比,据此建立高、低承载构件的判别准... 为解决当前结构设计和优化方法不能定量设计结构整体承载力的问题,基于弹性模量缩减法建立了工程结构整体承载力设计公式与优化准则。首先利用齐次广义屈服函数定义单元承载比、基准承载比和构件承载比,据此建立高、低承载构件的判别准则。然后利用弹性模量缩减法首步和末步迭代分析结果求解构件安全系数和结构整体安全系数。根据截面强度和安全系数之间的正比例关系,按照预定的结构整体安全系数确定高承载构件的截面强度,使结构同时在构件和整体两个层面上满足承载安全性要求。进而以均匀承载为准则,根据截面强度与单元承载比之间的反比例关系缩减低承载构件截面强度,开展结构优化设计,获得承载安全性能和经济性能均优的结构设计方案。算例分析表明,该方法有效克服了传统设计方法的缺陷,具有较高的计算精度和效率。 展开更多

关键词 结构整体承载力 弹性模量缩减法 优化设计 均匀承载准则

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用弹性模量缩减法分析刚架结构的极限承载力 被引量：5

3

作者 杨绿峰 余波 乔永平 《防灾减灾工程学报》 CSCD 2009年第3期306-312,共7页

首先,综合考虑单元的内力和屈服强度,定义了单元承载比、承载比均匀度以及基准承载比等参数的概念和计算表达式;在此基础上,根据相邻迭代步变形能守恒关系,研究建立弹性模量的调整计算公式,建立了一种新型的弹性模量调整策略;进而提出... 首先,综合考虑单元的内力和屈服强度,定义了单元承载比、承载比均匀度以及基准承载比等参数的概念和计算表达式;在此基础上,根据相邻迭代步变形能守恒关系,研究建立弹性模量的调整计算公式,建立了一种新型的弹性模量调整策略;进而提出了刚架结构极限承载力分析的弹性模量缩减法,即通过系统地调整高承载比单元的弹性模量来确定结构的极限荷载下限值。该方法对于结构的局部破坏模式及整体破坏模式分析均具有较好的适用性。算例分析表明,本文方法具有较高的计算精度和计算效率。 展开更多

关键词 刚架结构 极限承载力 弹性模量缩减法 单元承载比 动态模量调整因子

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梁系结构上限极限分析的弹性模量缩减法 被引量：3

4

作者 吴文龙 杨绿峰 +1 位作者 张伟 刘利文 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第6期687-691,774,共5页

结合线弹性梁系有限元法和弹性模量缩减法,提出了梁系结构上限极限的分析方法。该方法根据构件截面广义屈服准则定义了梁系结构的单元承载比,得到了弹性模量缩减法的模量调整策略,利用梁系有限元法构造出了逼近极限状态的广义应力场以... 结合线弹性梁系有限元法和弹性模量缩减法,提出了梁系结构上限极限的分析方法。该方法根据构件截面广义屈服准则定义了梁系结构的单元承载比,得到了弹性模量缩减法的模量调整策略,利用梁系有限元法构造出了逼近极限状态的广义应力场以及系列机动允许位移场;同时推导出考虑弯矩和轴力共同影响下的梁单元弹性应变能和塑性耗散功计算公式,建立了梁系结构上限荷载乘子迭代算法。该算法继承了弹性模量调整法原理简单、应用方便等优点,并可应用于具有不同几何特性和材料特性构件构成的复杂结构中。算例分析表明:本文算法具有良好的计算精度和迭代稳定性,通常可在30个线弹性迭代步以内得到与解析法或其他算法在4%以内的极限分析结果。 展开更多

关键词 梁系结构 上限极限分析 弹性模量缩减法 弹性应变能 塑性耗散功

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基于随机响应面法和弹性模量缩减法的结构可靠度分析 被引量：3

5

作者 余波 杨显峰 杨绿峰 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期125-130,168,共7页

结合随机响应面法和弹性模量缩减法,提出了一种基于随机极限承载能力的结构可靠度分析方法.首先根据极限分析理论和广义屈服准则,建立了确定性极限承载能力分析的弹性模量缩减法;然后基于逐步回归分析和线性无关原则,提出了结构随机响... 结合随机响应面法和弹性模量缩减法,提出了一种基于随机极限承载能力的结构可靠度分析方法.首先根据极限分析理论和广义屈服准则,建立了确定性极限承载能力分析的弹性模量缩减法;然后基于逐步回归分析和线性无关原则,提出了结构随机响应分析的新型随机响应面法;最后结合弹性模量缩减法和随机响应面法确定了随机极限承载能力的展开式,进而提出了基于随机极限承载能力的可靠度分析方法.算例分析表明,该方法直接建立随机极限承载能力和结构功能函数的展开式,在结构可靠度分析中具有较高的计算精度和效率. 展开更多

关键词 随机极限承载能力 弹性模量缩减法 可靠度 随机响应面法

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基于弹性模量缩减法的随机极限承载力分析 被引量：3

6

作者 杨绿峰 吴文龙 余波 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第6期1016-1023,共8页

为确定工程结构的随机极限承载力,结合弹性模量调整策略和摄动随机有限元法,提出一种基于弹性模量缩减法的随机极限承载力分析方法.首先利用摄动随机有限元法计算结构的随机响应量和单元可靠指标,并定义单元可靠指标均匀度和基准可靠指... 为确定工程结构的随机极限承载力,结合弹性模量调整策略和摄动随机有限元法,提出一种基于弹性模量缩减法的随机极限承载力分析方法.首先利用摄动随机有限元法计算结构的随机响应量和单元可靠指标,并定义单元可靠指标均匀度和基准可靠指标,进而论证随机极限分析的比例加载条件及随机响应量的比例关系;然后通过有策略地缩减低可靠度单元的弹性模量,以模拟结构的失效演化历程,形成一系列静力容许应力场,进而根据塑性极限分析理论确定结构的失效模式及其对应的随机极限承载力.算例分析结果表明,该方法通常只需要迭代15步左右即可收敛,与蒙特卡洛法(抽样50万次)的相对误差在0.5%以内. 展开更多

关键词 随机极限承载力 随机有限元法 弹性模量缩减法 比例加载条件

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基于弹性模量缩减法的钢衬钢筋混凝土压力管道极限承载力计算 被引量：3

7

作者 付传雄 张伟 张瑾 《水利水电科技进展》 CSCD 北大核心 2014年第2期26-30,共5页

针对钢衬钢筋混凝土压力管道(SLRCP)的体形和承载特性,在弹性模量缩减法基础上引入变截面拱和弹性中心法,建立了表征管道结构截面承载状态的单元承载比表达式,提出了SLRCP极限承载力分析的新方法。实例计算结果表明,该计算方法可通过弹... 针对钢衬钢筋混凝土压力管道(SLRCP)的体形和承载特性,在弹性模量缩减法基础上引入变截面拱和弹性中心法,建立了表征管道结构截面承载状态的单元承载比表达式,提出了SLRCP极限承载力分析的新方法。实例计算结果表明,该计算方法可通过弹性迭代模拟结构损伤演化过程,进而结合极限分析定理得出管道结构的极限承载力,具有原理简单和应用方便的特点,能够准确高效地求解SLRCP的极限承载力。 展开更多

关键词 钢衬钢筋混凝土压力管道 极限承载力 弹性模量缩减法 弹性中心法

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恒荷载效应显著结构失效模式分析的弹性模量缩减法 被引量：2

8

作者 杨绿峰 刘敬敏 余波 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第4期78-87,共10页

恒荷载效应在土木、水利等大型工程结构的分析中往往占有不可忽略的显著位置。针对传统弹塑性方法分析恒荷载效应显著结构失效模式存在的失效路径依赖性问题,结合截面强度融合技术和弹性模量调整策略,提出恒荷载效应显著结构失效元和失... 恒荷载效应在土木、水利等大型工程结构的分析中往往占有不可忽略的显著位置。针对传统弹塑性方法分析恒荷载效应显著结构失效模式存在的失效路径依赖性问题,结合截面强度融合技术和弹性模量调整策略,提出恒荷载效应显著结构失效元和失效模式的识别方法,进而建立恒荷载效应显著结构损伤演化和失效模式分析的弹性模量缩减法。首先将恒荷载效应融入构件的截面强度,建立强度和外荷载分布都发生改变的修正结构计算模型;然后根据齐次化广义屈服函数定义单元承载比和基准承载比,建立高承载单元识别的自适应准则;进而通过缩减高承载单元的弹性模量来模拟结构的刚度损伤,并确定结构的极限承载力;最后根据结构进入塑性极限状态时高承载单元的弹性模量缩减幅度批量标示失效元,据此确定结构的失效模式。通过算例分析,验证了该方法具有较强的稳定收敛性,能够取得较高的计算精度和效率,可以更加合理地描述结构的损伤演化过程,具有较强的适用性。 展开更多

关键词 强度融合技术 恒荷载效应 组合内力 失效模式 弹性模量缩减法

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钢管混凝土拱桥极限承载力分析的弹性模量缩减法 被引量：2

9

作者 乔永平 张伟 杨绿峰 《中外公路》 北大核心 2015年第3期111-116,共6页

结合钢管混凝土统一理论,研究建立了钢管混凝土拱桥极限承载力分析的弹性模量缩减法。该方法将钢管混凝土构件视为由组合材料构成的统一体,利用组合内力作用下的广义屈服函数定义单元承载比,并建立承载比均匀度和基准承载比的计算表达式... 结合钢管混凝土统一理论,研究建立了钢管混凝土拱桥极限承载力分析的弹性模量缩减法。该方法将钢管混凝土构件视为由组合材料构成的统一体,利用组合内力作用下的广义屈服函数定义单元承载比,并建立承载比均匀度和基准承载比的计算表达式,进而以单元承载比为控制参数,根据同一单元在相邻两次迭代分析时保持变形能平衡的原则,研究建立了弹性模量调整策略,能结合线弹性有限元迭代求解钢管混凝土拱桥的极限承载力,给出了混凝土强度、含钢率和矢跨比对钢管混凝土拱桥结构极限承载力的影响规律。 展开更多

关键词 拱桥 钢管混凝土 极限承载力 弹性模量缩减法

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基于弹性模量缩减法的极限分析方法及其应用

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作者 郭杨 梁政 +1 位作者 刘萍 熊艺媛 《城市建筑》 2013年第12期49-50,共2页

弹性模量缩减法是一种高效的极限分析方法,比传统的弹塑性增量法效率更高,应用更广。通过弹性迭代分析缩减弹性模量,可求得结构极限承载力。能良好地应用于刚架结构极限承载能力分析中。

关键词 极限分析 弹性模量缩减法 刚架

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钢衬钢筋混凝土压力管道极限承载力分析的弹性迭代法 被引量：2

11

作者 张伟 付传雄 +1 位作者 杨绿峰 王健 《水力发电》 北大核心 2012年第4期17-20,共4页

针对钢衬钢筋混凝土压力管道,结合弹性模量缩减法和梁系有限元法,建立了结构极限承载力分析的弹性迭代法。弹性迭代法继承了弹性模量调整法原理简单、应用方便的优点;同时,利用梁系有限元能大大减少单元和自由度数,在保持精度的同时能... 针对钢衬钢筋混凝土压力管道,结合弹性模量缩减法和梁系有限元法,建立了结构极限承载力分析的弹性迭代法。弹性迭代法继承了弹性模量调整法原理简单、应用方便的优点;同时,利用梁系有限元能大大减少单元和自由度数,在保持精度的同时能显著提高计算效率。算例分析表明,弹性迭代法计算精度良好,可应用于钢衬钢筋混凝土压力管道结构的极限承载力分析中。 展开更多

关键词 钢衬钢筋混凝土压力管道 极限承载力 曲梁模型 弹性模量缩减法

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钢管混凝土拱桥稳定极限承载力的线弹性迭代方法 被引量：3

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作者 解威威 叶志权 杨绿峰 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期39-48,共10页

利用单一组合材料线弹性梁单元建立钢管混凝土拱桥稳定极限承载力计算的有限元分析模型,并以压弯稳定承载力相关方程为基础,通过全面试验法和回归分析方法建立具有广泛适用性的钢管混凝土构件压弯稳定分析的齐次广义屈服函数。结合弹性... 利用单一组合材料线弹性梁单元建立钢管混凝土拱桥稳定极限承载力计算的有限元分析模型,并以压弯稳定承载力相关方程为基础,通过全面试验法和回归分析方法建立具有广泛适用性的钢管混凝土构件压弯稳定分析的齐次广义屈服函数。结合弹性模量缩减法,研究用于钢管混凝土拱桥稳定极限承载力计算的线弹性迭代方法。通过与试验结果及不同数值方法计算结果的对比分析表明:建立的齐次广义屈服函数能够克服传统广义屈服函数容易受荷载初始值影响的缺陷;通过弹性模量缩减法调整弹性模量实现结构内力重分布,利用线弹性迭代方法计算结构的极限承载力,克服了增量非线性有限元法的局限性,能够取得更高的计算精度和效率;钢管混凝土拱桥规范建议的稳定系数表达式具有良好的稳定性与适用性。 展开更多

关键词 钢管混凝土拱桥 极限承载力 稳定系数 齐次广义屈服函数 弹性模量缩减法

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方形钢管混凝土框架二阶效应下极限承载力的高效线弹性迭代分析 被引量：5

13

作者 杨绿峰 赵玉峰 解威威 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第2期1-10,共10页

传统的弹性模量调整法难以考虑结构二阶效应的影响。为此,该文研究建立了考虑二阶效应影响的方形钢管混凝土(CFST)的齐次广义屈服函数,据此建立了二阶效应下框架结构极限承载力分析的弹性模量缩减法(EMRM)。首先利用二次多项式分别建立... 传统的弹性模量调整法难以考虑结构二阶效应的影响。为此,该文研究建立了考虑二阶效应影响的方形钢管混凝土(CFST)的齐次广义屈服函数,据此建立了二阶效应下框架结构极限承载力分析的弹性模量缩减法(EMRM)。首先利用二次多项式分别建立了关于套箍系数和稳定系数的影响函数,在此基础上,利用具有分数指数幂的一阶多项式,通过回归分析研究建立了方形CFST压弯构件在二阶效应下的齐次广义屈服函数。其次,通过有策略的缩减高承载单元的弹性模量模拟结构刚度的衰减,进而通过线弹性迭代分析确定方形CFST框架结构的极限承载力,据此分析了二阶效应对不同荷载工况、不同几何参数下的CFST框架极限承载力的影响。最后通过与试验数据和现行增量非线性有限元法对比分析,验证了文章方法具有较强的适用性、较好的计算精度和计算效率。研究结果表明,二阶效应对于CFST中长柱和CFST框架都具有不可忽略的影响。 展开更多

关键词 方形钢管混凝土 二阶效应 承载力 弹性模量缩减法 分数指数幂 齐次广义屈服函数

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框架结构整体承载力优化设计的改进方法

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作者 刘嘉达仁 杨绿峰 +1 位作者 张伟 冯瑛琪 《建筑科学与工程学报》 CAS 北大核心 2020年第5期161-169,共9页

为解决框架结构整体承载力优化设计方面存在的问题,建立了多内力组合下矩形和工字形截面几何参数的调整方法,并通过引入强化迭代系数提出了框架结构整体承载力优化设计的改进方法。首先,通过弹性模量缩减法分析框架结构在组合内力下的... 为解决框架结构整体承载力优化设计方面存在的问题,建立了多内力组合下矩形和工字形截面几何参数的调整方法,并通过引入强化迭代系数提出了框架结构整体承载力优化设计的改进方法。首先,通过弹性模量缩减法分析框架结构在组合内力下的损伤演化过程,据此确定框架结构在构件和整体2个层面的承载力需求。然后提出了强化迭代系数并确定了其取值,据此调整构件截面强度,建立了结构整体承载力优化设计的加速迭代格式,其可保证框架结构在构件和整体2个层面上的安全性需求并优化结构耗材。同时,为实现截面强度调整在结构计算模型中的更新,建立了多内力组合作用下矩形和工字形截面几何参数调整公式,可根据截面强度调整需求进行截面几何参数的调整。最后,通过与满应力优化准则法对比分析验证了所提方法的合理性。结果表明:采用构件截面几何参数调整方法和加速迭代格式,强化迭代系数取1.001~1.020时,所提方法迭代收敛速度快,且能够获得承载性能和经济性能均优的框架优化设计方案。 展开更多

关键词 整体承载力 强化迭代系数 优化设计 弹性模量缩减法

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圆管截面齐次广义屈服函数与结构极限承载力 被引量：9

15

作者 杨绿峰 李琦 +1 位作者 张伟 林银河 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第5期693-698,共6页

为克服圆管截面广义屈服准则不满足比例加载条件,导致采用弹性模量调整法求解该类结构极限承载力时存在计算结果受荷载初值影响、计算精度受损等问题,利用回归分析和最小二乘法研究建立了圆管截面广义屈服函数的齐次多项式,通过误差分... 为克服圆管截面广义屈服准则不满足比例加载条件,导致采用弹性模量调整法求解该类结构极限承载力时存在计算结果受荷载初值影响、计算精度受损等问题,利用回归分析和最小二乘法研究建立了圆管截面广义屈服函数的齐次多项式,通过误差分析确定了齐次化多项式的阶次;据此定义了圆管截面薄壁构件的单元承载比、承载比均匀度和基准承载比,为高承载比薄壁单元的判别及其弹性模量调整提供了动态判据,进而依据能量守恒准则建立了以单元承载比为基本参数的模量调整公式,结合下限原理提出了圆管截面薄壁结构极限承载力分析的弹性模量缩减法。研究表明,选取齐次化多项式的广义屈服函数能更加准确地考虑各项内力对结构极限承载力的综合影响,具有良好的计算精度和效率,可应用于复杂圆管截面薄壁结构的极限承载力分析中。 展开更多

关键词 圆管截面 齐次广义屈服函数 极限承载力 弹性模量缩减法

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箱型截面的齐次广义屈服函数与结构极限承载力 被引量：3

16

作者 欧伟 张伟 +2 位作者 冯瑛琪 李琦 杨绿峰 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期96-101,共6页

针对目前箱型截面广义屈服函数为非齐次函数,采用弹性模量调整法求解箱型结构极限承载力时易出现计算结果受荷载初始值影响和计算精度受损的问题,建立了箱型截面的齐次广义屈服函数,并通过误差分析确定了齐次多项式的阶次,进而定义了箱... 针对目前箱型截面广义屈服函数为非齐次函数,采用弹性模量调整法求解箱型结构极限承载力时易出现计算结果受荷载初始值影响和计算精度受损的问题,建立了箱型截面的齐次广义屈服函数,并通过误差分析确定了齐次多项式的阶次,进而定义了箱型截面构件的单元承载比、承载比均匀度和基准承载比,建立了以单元承载比为基本参数的弹性模量调整策略,据此提出了箱形结构极限承载力分析的弹性模量缩减法;并通过算例对该方法进行验证,算例分析表明,该方法计算箱型截面结构极限承载力时,结果不受荷载初始值的影响,具有良好的计算精度和迭代稳定性. 展开更多

关键词 箱形截面 齐次广义屈服函数 极限承载力 弹性模量缩减法

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框架结构箱型构件的通用齐次广义屈服函数 被引量：2

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作者 杨绿峰 宋沙沙 +1 位作者 解威威 张伟 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第3期476-484,共9页

为了克服传统广义屈服函数的局限性,建立了适用于平面和空间框架结构,且对截面几何尺寸不敏感的箱型构件通用齐次广义屈服函数,提出了箱型框架极限承载力分析的高效线弹性迭代方法.首先,通过对比分析遴选出对截面几何参数不敏感的箱型... 为了克服传统广义屈服函数的局限性,建立了适用于平面和空间框架结构,且对截面几何尺寸不敏感的箱型构件通用齐次广义屈服函数,提出了箱型框架极限承载力分析的高效线弹性迭代方法.首先,通过对比分析遴选出对截面几何参数不敏感的箱型截面广义屈服函数作为基准;然后,根据全面试验法确定了拟合配点,并通过回归分析建立了考虑轴力和双向弯矩联合作用的箱型截面通用齐次广义屈服函数;最后,结合弹性模量缩减策略,提出了箱型截面框架结构极限承载力分析的高效线弹性迭代方法.研究结果表明:建立的箱型截面通用齐次广义屈服函数不仅克服了普通广义屈服函数计算结果不稳定的缺陷,而且克服了现存齐次广义屈服函数存在的对截面几何尺寸敏感且不适用于空间结构等问题;建立的结构极限承载力分析的方法较传统的弹塑性增量分析法相对误差不超过3%,且计算时间不足传统分析法的10%,均表明本文建立方法的精确性和适用性. 展开更多

关键词 箱型截面 齐次广义屈服函数 极限承载力 弹性模量缩减法

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矩形钢管混凝土齐次广义屈服函数与桁架结构极限承载力 被引量：3

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作者 杨绿峰 蒋莉芳 +1 位作者 郑健 解威威 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第11期65-75,97,共12页

研究建立具有广泛适用性的钢管混凝土(CFST)矩形截面的齐次广义屈服函数(HGYF),据此提出CFST桁架结构极限承载力分析的高效、自适应弹性模量缩减法(EMRM)。首先以约束效应系数为自变量,利用高阶多项式拟合HGYF的待定系数,使之与不同的C... 研究建立具有广泛适用性的钢管混凝土(CFST)矩形截面的齐次广义屈服函数(HGYF),据此提出CFST桁架结构极限承载力分析的高效、自适应弹性模量缩减法(EMRM)。首先以约束效应系数为自变量,利用高阶多项式拟合HGYF的待定系数,使之与不同的CFST矩形截面相协调;进而,通过回归分析建立CFST矩形截面的HGYF,并据此建立高承载单元的自适应识别准则。然后,通过自适应缩减高承载单元的弹性模量模拟结构的刚度损伤演化,由此确定CFST桁架结构的极限承载力。通过将CFST构件及结构两个层面的计算结果与模型试验及增量非线性有限元法结果对比分析,验证了该文建立的HGYF和EMRM具有良好的适用性与计算精度,且能够取得更高的计算效率。 展开更多

关键词 钢管混凝土 约束效应系数 齐次化广义屈服函数 极限承载力 弹性模量缩减法

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