基于MDEM的非线性半刚性空间钢框架的弹塑性动力分析

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作者 叶继红 许玲玲 《工程力学》 北大核心 2025年第2期54-63,共10页

基于三维杆系离散元法(MDEM)提出了一种能够有效地进行具有半刚性节点的三维钢框架结构动力分析的计算方法,该法可同时考虑结构的几何非线性、材料非线性以及梁柱节点连接的半刚性非线性。其中,几何非线性行为利用刚体运动学进行处理,... 基于三维杆系离散元法(MDEM)提出了一种能够有效地进行具有半刚性节点的三维钢框架结构动力分析的计算方法,该法可同时考虑结构的几何非线性、材料非线性以及梁柱节点连接的半刚性非线性。其中,几何非线性行为利用刚体运动学进行处理,而材料非线性行为则通过引入精细塑性铰模型进行考虑。与此同时,该文中在半刚性节点处设置了虚拟的具有3个平动自由度和3个转动自由度的空间弹簧单元,该弹簧单元以线性分配的方式将三维梁柱节点的半刚性特性量化到与之相邻的接触单元各方向刚度,进而根据能量等效原理推导了上述接触单元刚度的修正公式,且通过独立硬化模型考虑了半刚性节点的非线性滞回性能。多个数值结果与已有研究成果的对比验证了该文所提方法的正确性和精确性。 展开更多

关键词 空间框架结构 三维杆系离散元 非线性半刚性节点 几何非线性 材料非线性 动力分析

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大跨度异形曲线连续刚构桥的设计研究 被引量：2

2

作者 李扬帆 《中国市政工程》 2024年第1期6-9,149,共5页

以贵州贵御温泉大桥为例,针对连续刚构桥异形曲线的特点,介绍(80+145+80)m大跨度异形曲线连续刚构桥的总体设计,提出通过调整腹板及底板厚度来控制平衡重的设计方法,进行合理的构造和配束设计。建立3D模型,进行静力、屈曲稳定及动力特... 以贵州贵御温泉大桥为例,针对连续刚构桥异形曲线的特点,介绍(80+145+80)m大跨度异形曲线连续刚构桥的总体设计,提出通过调整腹板及底板厚度来控制平衡重的设计方法,进行合理的构造和配束设计。建立3D模型,进行静力、屈曲稳定及动力特性分析。研究表明,桥梁的弯扭耦合效应较小,变形和应力均处于合理范围;屈曲稳定性较好,变宽段的稳定性比等宽段稍差;动力特性以纵飘和横弯为主。桥梁设计合理,满足规范要求,可为同类桥梁设计提供参考。 展开更多

关键词 连续刚构桥 大跨度 曲线 异形 设计方法

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考虑各施工阶段受力影响的连续刚构桥梁地震损伤分析

3

作者 刘仕远 王慧东 《工程抗震与加固改造》 北大核心 2024年第5期159-168,178,共11页

为研究处于各施工阶段的连续刚构桥梁受力情况的不同在抗震易损性方面的影响,通过研究一座大跨高墩连续刚构桥进一步对该类桥的地震损伤性能进行分析。以Midas/Civil软件建立各施工阶段模型,提取施工阶段的受力情况,并将各阶段受力情况... 为研究处于各施工阶段的连续刚构桥梁受力情况的不同在抗震易损性方面的影响,通过研究一座大跨高墩连续刚构桥进一步对该类桥的地震损伤性能进行分析。以Midas/Civil软件建立各施工阶段模型,提取施工阶段的受力情况,并将各阶段受力情况输入Abaqus软件建立的结构模型中,并以等效荷载法提出的适用于连续刚构桥在施工阶段下主梁和主墩的内力等效荷载计算公式验证内力的吻合情况。基于规范反应谱生成10组近断层脉冲型地震动记录,分别输入两组模型,以增量动力分析法对是否考虑施工阶段受力情况的两组模型进行时程分析。曲率延性系数为损伤指标划分损伤状态,基于理论易损性分析方法,加速度峰值作为地震动强度指标,取得主墩墩底、墩顶和墩梁固结处地震易损性曲线。研究结果显示:内力等效荷载计算公式模拟的等效内力与各施工阶段的内力吻合较准确;相同地震动强度不同施工阶段下,墩底、墩顶和墩梁固结处各损伤状态的损伤超越概率均随主梁悬臂长度的增加而增加;不考虑施工阶段桥梁的受力将会低估墩底、墩顶的损伤概率,同时高估墩梁固结处的损伤概率。损伤概率低估量在墩底沿纵桥向最大,且该低估量的大小也与主梁悬臂长度有直接关系,随悬臂长度的增加而增大。 展开更多

关键词 连续刚构桥 施工阶段 受力影响 等效荷载法 增量动力分析 地震损伤分析 易损性曲线

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桥墩截面形式对弯连续刚构桥地震响应的影响 被引量：18

4

作者 周勇军 贺拴海 +1 位作者 张岗 宋一凡 《公路交通科技》 CAS CSCD 北大核心 2009年第2期68-72,共5页

为了研究桥墩截面形式对弯连续刚构桥动力及地震响应的影响,以某工程实例为背景,建立了空间有限元分析模型,研究了桥墩外形尺寸、截面面积、截面纵向刚度等参数对结构自振特性的影响,在此基础上,利用线弹性时程法,对比分析了这些参数变... 为了研究桥墩截面形式对弯连续刚构桥动力及地震响应的影响,以某工程实例为背景,建立了空间有限元分析模型,研究了桥墩外形尺寸、截面面积、截面纵向刚度等参数对结构自振特性的影响,在此基础上,利用线弹性时程法,对比分析了这些参数变化对空心墩与实心墩结构地震响应的影响。研究结果表明,桥墩截面形式的不同使得结构的振型系列发生了改变,具有空心墩的连续刚构桥与具有实心墩的连续刚构桥相比,当两者的外形尺寸相同时,前者的频率较低,当两者桥墩面积相同时,前者频率较高,在纵向刚度相同的情况下,前者频率稍低;采用空心墩时,墩底应力及主梁位移比相应实心墩的小,当桥墩纵向刚度相同时,空心墩和实心墩的地震响应基本相同。 展开更多

关键词 桥梁工程 弯连续刚构桥 时程分析法 有限元 地震响应

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系梁设置对高墩大跨弯连续刚构桥动力特性及地震响应的影响 被引量：20

5

作者 周勇军 赵煜 贺拴海 《应用基础与工程科学学报》 EI CSCD 2011年第4期608-618,共11页

为了研究结构参数对弯连续刚构桥动力性质的影响,以一高墩弯连续刚构桥为工程背景,基于ANSYS有限元程序,考虑桩土与结构的相互作用,建立了有限元空间分析模型,分析了系梁的道数、系梁的刚度、系梁的位置等3个因素24个不同计算工况对结... 为了研究结构参数对弯连续刚构桥动力性质的影响,以一高墩弯连续刚构桥为工程背景,基于ANSYS有限元程序,考虑桩土与结构的相互作用,建立了有限元空间分析模型,分析了系梁的道数、系梁的刚度、系梁的位置等3个因素24个不同计算工况对结构自振特性的影响,通过线弹性时程法讨论了在不同参数设置下桥梁结构的地震响应规律.计算结果表明,系梁道数及其刚度明显改变了结构的振型序列,对结构顺桥向地震响应的影响较大,而在其它条件一定时,改变系梁的位置对桥梁结构的自振特性及地震响应影响不大.从动力学上讲,应尽量减小系梁的道数及其刚度.研究结论可为桥梁初步设计提供依据,也可供同类桥梁抗震概念设计参考. 展开更多

关键词 桥梁工程 弯连续刚构 线弹性时程法 系梁 地震响应 概念设计

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湖里大道立交桥施工阶段有限元分析 被引量：9

6

作者 刘世忠 欧阳永金 张自然 《桥梁建设》 EI CSCD 北大核心 2001年第5期17-19,共3页

湖里大道立交桥为预应力曲线斜腿连续刚构系杆拱桥 ,针对其施工特点 ,进行了施工过程三维有限元分析 ,对原设计提出了若干改进意见。

关键词 立交桥 曲线桥 刚构桥 系杆拱桥 施工阶段 三维有限元分析

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曲率半径和激励角度对刚构桥地震响应的影响 被引量：3

7

作者 贾毅 李福海 +2 位作者 赵人达 廖平 王永宝 《沈阳建筑大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2017年第2期243-250,共8页

目的研究曲率半径和地震动激励角度对高墩大跨连续刚构桥地震响应的影响,确定该类桥型的最不利地震激励方向.方法以某跨度为(70+3×127+70)m的公路连续刚构桥为背景进行分析,采用有限元法建立全桥模型,并考虑桩-土相互作用,探讨曲... 目的研究曲率半径和地震动激励角度对高墩大跨连续刚构桥地震响应的影响,确定该类桥型的最不利地震激励方向.方法以某跨度为(70+3×127+70)m的公路连续刚构桥为背景进行分析,采用有限元法建立全桥模型,并考虑桩-土相互作用,探讨曲率半径对结构动力特性的影响;采用反应谱法研究地震作用下桥梁结构的内力和位移响应.结果分析结果表明:曲率半径对该类桥的自振特性有较大影响,随着曲率半径的减少,结构的自振频率和整体刚度逐渐降低;在纵桥向激励时,随着曲率半径的增大,桥墩纵桥向的内力及位移均有增大趋势,在横桥向激励时,随着曲率半径的增大,桥墩横桥向的内力及位移变化规律不明显.结论该类桥梁的最不利地震动激励方向并不是纵桥向和横桥向,其最不利地震动激励角度大致为80°和165°. 展开更多

关键词 桥梁工程 曲线连续刚构桥 曲率半径 激励角度 地震响应 反应谱法 有限元法

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曲率半径和墩高对大跨刚构桥自振特性及抗震性能的影响分析 被引量：16

8

作者 王艳 陈淮 李杰 《世界桥梁》 北大核心 2014年第3期65-70,共6页

为研究大跨曲线预应力混凝土刚构桥自振特性和抗震性能,以某跨径组成为(95+170+95)m的高墩大跨曲线预应力混凝土刚构桥为背景,采用有限元程序MIDAS Civil建立2组不同曲率半径和墩高的桥梁有限元计算模型,对其进行自振特性和地震反应谱... 为研究大跨曲线预应力混凝土刚构桥自振特性和抗震性能,以某跨径组成为(95+170+95)m的高墩大跨曲线预应力混凝土刚构桥为背景,采用有限元程序MIDAS Civil建立2组不同曲率半径和墩高的桥梁有限元计算模型,对其进行自振特性和地震反应谱响应分析。研究结果显示:该类桥梁桥墩纵向刚度和主梁横向刚度相对较弱;大曲率半径的连续刚构桥各阶振型特征与直线桥大致接近,曲率半径变化对桥梁的自振周期影响较小;墩高的增加使桥梁各阶自振周期均明显增大,且桥梁前2阶振型特征发生交换。曲率半径变化对桥梁最大内力和位移影响较小;墩高的增加使桥墩最大控制内力明显减小,相应的最大变形显著增加。对于该类桥梁,一般横向地震起控制作用,墩底内力、主梁中跨跨中截面的最大横桥向位移、墩顶支点附近的主梁纵向位移应作为桥梁抗震设计时的内力、位移控制截面。 展开更多

关键词 刚构桥 曲线桥 曲率半径 墩高 抗震性能 自振特性 有限元法

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高墩大跨曲线连续刚构桥地震响应研究 被引量：9

9

作者 贾毅 王永宝 +1 位作者 李福海 赵人达 《沈阳建筑大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2019年第1期39-48,共10页

目的研究桩土相互作用和行波效应对高墩大跨曲线连续刚构桥地震响应的影响.方法采用有限元程序,建立跨度为(70+3×127+70) m的曲线刚构桥有限元模型,采用动态时程分析方法,分析了桩土相互作用和行波效应在不同参数取值下的桥梁结构... 目的研究桩土相互作用和行波效应对高墩大跨曲线连续刚构桥地震响应的影响.方法采用有限元程序,建立跨度为(70+3×127+70) m的曲线刚构桥有限元模型,采用动态时程分析方法,分析了桩土相互作用和行波效应在不同参数取值下的桥梁结构地震响应.结果纵桥向激励下,考虑桩土相互作用比不考虑桩土相互作用桥梁各桥墩控制截面内力增大30%～40%;横桥向激励下,考虑桩土相互作用比不考虑桩土相互作用桥梁各桥墩控制截面内力减小17%～25%.考虑桩土相互作用,将显著增大墩顶和墩底截面纵桥向内力,减小横桥向墩顶和墩底内力;考虑地震波传播速度引起的行波效应,使得桥墩内力在不同桥墩之间呈现更加不均匀分布状态,增大部分桥墩破坏的危险;由于地震波入射角度不同而引起的行波效应时,入射角度为0°时各个桥墩内力和位移响应略大于10°和-10°两个入射角度的激励结果.结论地震波入射角度引起的行波效应时对该类桥型地震响应影响较小.桩土相互作用对该类桥型的动力特性有一定的影响.随着桩土弹性连接土介质参数的增大,结构体系的自振频率也随之增大,但结构的低阶振型基本未变. 展开更多

关键词 曲线连续刚构桥 桩土相互作用 行波效应 地震响应 有限元法 动态时程

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钢筋混凝土壳体结构分析的曲杆空间刚架法 被引量：1

10

作者 汪文彬 徐镇凯 陈礼平 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期155-159,共5页

从钢筋混凝土壳体结构的实际应用出发,对壳体结构内力分析提出了一种新型实用的数值分析方法———曲杆空间刚架法.该方法通过将壳体结构离散成相互垂直或斜交的曲杆梁系组成的空间刚架结构,进而分析曲杆空间刚架结构的内力,达到壳体内... 从钢筋混凝土壳体结构的实际应用出发,对壳体结构内力分析提出了一种新型实用的数值分析方法———曲杆空间刚架法.该方法通过将壳体结构离散成相互垂直或斜交的曲杆梁系组成的空间刚架结构,进而分析曲杆空间刚架结构的内力,达到壳体内力分析的目的.计算结果和其他原理计算结果吻合. 展开更多

关键词 钢筋混凝土 壳体结构 曲杆单元 空间刚架法

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矩阵位移法分析弹性地基上空间巨型框架结构 被引量：6

11

作者 龚耀清 白俊英 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2005年第S1期142-145,共4页

将空间巨型框架结构的辅助框架中的柱只考虑其轴向变形,将其沿巨型框架梁的轴线方向连续化后,作为巨型梁单元的弹性地基,然后将巨型柱和巨型弹性地基梁组成空间巨型框架,在考虑了地基的弹性变形后,用矩阵位移法对其进行静力分析。计算... 将空间巨型框架结构的辅助框架中的柱只考虑其轴向变形,将其沿巨型框架梁的轴线方向连续化后,作为巨型梁单元的弹性地基,然后将巨型柱和巨型弹性地基梁组成空间巨型框架,在考虑了地基的弹性变形后,用矩阵位移法对其进行静力分析。计算结果表明:分析方法是合理、有效的。 展开更多

关键词 空间巨型框架 弹性地基 矩阵位移法 弹性地基等效刚度 静力分析

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冶金高炉结构体系受力分析 被引量：2

12

作者 张荣钢 王学东 邹贵平 《沈阳建筑工程学院学报》 1993年第1期21-27,共7页

采用有限元法分析了高炉上升、下降管及除尘器三维不规则空间结构,通过计算表明温度作用对该结构影响较大,为此建议采用除尘器支座的弹性连接和下降管或塔前管设置温度补偿器的方案.

关键词 高炉 有限元法 载荷 受力分析

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等梁高曲线刚构桥悬臂施工阶段内力精确计算公式 被引量：1

13

作者 李新平 刘帆 陈湖 《公路工程》 北大核心 2012年第4期152-154,159,共4页

现代大跨刚构桥梁的建设手段基本采用悬臂施工法,悬臂阶段结构内力的计算准确性将是确定保证桥梁安全的重要条件。本文将结合实例推导弯桥施工阶段的精细内力计算公式,以期达到在理论上对弯桥内力的更深入认识。

关键词 曲线刚构桥 内力 悬臂施工法

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预应力混凝土曲线刚构桥的空间效应研究 被引量：5

14

作者 张晔芝 左维 杨毅 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第9期2248-2255,共8页

为研究曲线刚构桥变形和受力状态以及空间效应的相关规律,对一座主跨145 m,曲率半径600 m的5跨连续预应力曲线刚构桥模拟整个施工过程,采用空间梁格法进行有限元分析。研究结果表明:墩身处于轴压和切向、法向双向弯曲联合作用状态,梁体... 为研究曲线刚构桥变形和受力状态以及空间效应的相关规律,对一座主跨145 m,曲率半径600 m的5跨连续预应力曲线刚构桥模拟整个施工过程,采用空间梁格法进行有限元分析。研究结果表明:墩身处于轴压和切向、法向双向弯曲联合作用状态,梁体处于竖弯、横弯和扭转联合作用状态。由此造成梁体竖向位移和应力横向分布的不均匀性,且还有法向位移。悬臂浇筑各阶段,法向位移指向曲率中心侧,梁体竖向位移内侧大、外侧小,最大悬臂状态下,内侧竖向位移比中心线处增大49%,外侧比中心线处减小36%。应力也有较大的差别。二恒、活载作用下的空间效应规律正好与一恒作用下相反。本文研究成果可为今后曲线桥的设计和计算提供理论依据。 展开更多

关键词 预应力曲线刚构桥 空间梁格法 有限元 空间效应

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高墩大跨曲线刚构桥曲线箱梁剪力滞效应研究 被引量：2

15

作者 刘显陆 代少敏 刘世忠 《山西建筑》 2008年第24期296-297,共2页

以芦家沟大桥为工程背景,建立了实桥三维板壳有限元模型,对其进行了空间有限元分析,并用参数变换法对影响曲线箱梁剪力滞效应的主要因素进行了分析,总结出了连续曲线刚构桥曲线箱梁剪力滞效应随各种影响因素变化的规律,从而为此类桥梁... 以芦家沟大桥为工程背景,建立了实桥三维板壳有限元模型,对其进行了空间有限元分析,并用参数变换法对影响曲线箱梁剪力滞效应的主要因素进行了分析,总结出了连续曲线刚构桥曲线箱梁剪力滞效应随各种影响因素变化的规律,从而为此类桥梁的设计和建造提供借鉴与参考。 展开更多

关键词 高墩大跨曲线刚构桥 曲线箱梁 剪力滞效应 ANSYS 有限元法

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适用于“机构施工法”的网格结构划分策略

16

作者 王玮 邓华 黄莉 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期1407-1414,共8页

针对以攀达穹顶为代表的"机构施工法",提出对网格结构进行划分以形成机构的几何学策略.以结构中所有杆件伸长量的平方和作为描述结构变形程度的指标,发现该指标可以表示为位移的二次型.考虑到划分后的机构应具备从设计构型到... 针对以攀达穹顶为代表的"机构施工法",提出对网格结构进行划分以形成机构的几何学策略.以结构中所有杆件伸长量的平方和作为描述结构变形程度的指标,发现该指标可以表示为位移的二次型.考虑到划分后的机构应具备从设计构型到安装面(运动趋势)产生刚体位移的能力,尝试用该二次型矩阵的特征向量来近似构造该刚体位移.理论上发现,选择特征值较小且与运动趋势方向夹角较小的特征向量来构造位移,可以使结构在变形较小的情况下向安装面运动.将运动趋势方向作为初始向量,这些特征向量可以通过求解二次型矩阵逆的里兹向量获得.从设计构型开始,强迫网格结构按所构造的位移方向小幅度运动并逼近安装面,不仅可以控制结构的变形始终处于较低的水平,而且那些相对于设计构型变形较大的区域逐步凸显并成为可实施划分的区域.通过一个立体拱架和一个空间网格结构算例,说明了以上划分策略的有效性. 展开更多

关键词 机构施工法 攀达穹顶 网格结构 划分策略 刚体运动

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钢筋混凝土壳体结构内力计算的曲杆空间刚架法程序设计

17

作者 徐镇凯 汪文彬 《南昌大学学报（工科版）》 CAS 2004年第3期94-97,共4页

钢筋混凝土壳体结构的曲杆空间刚架结构法是把壳体离散成曲杆(或直杆)空间刚架结构,将杆件作为计算基本单元,通过分析曲杆空间刚架结构的内力达到壳体应力分析的目的的近似数值解法.本文针对空间曲杆刚架系统的内力分析计算问题,以Visua... 钢筋混凝土壳体结构的曲杆空间刚架结构法是把壳体离散成曲杆(或直杆)空间刚架结构,将杆件作为计算基本单元,通过分析曲杆空间刚架结构的内力达到壳体应力分析的目的的近似数值解法.本文针对空间曲杆刚架系统的内力分析计算问题,以VisualFortran6.0为编译平台,提出了相应的计算程序设计方法,并对计算程序的计算精度进行了试算和分析. 展开更多

关键词 钢筋混凝土壳体 内力分析 曲杆空间刚架法 程序设计方法

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大跨径连续刚构桥0号块局部空间应力分析 被引量：1

18

作者 田山坡 《城市道桥与防洪》 2014年第8期100-103,11,共4页

以山西沁河大跨连续刚构桥为研究对象,利用Midas/Civil建立全桥杆系模型,分别获得施工及成桥阶段的最不利内力组合;采用Ansys软件建立空间有限元计算模型,对0号块空间应力进行了系统性分析。计算结果表明,除预应力钢束两端与混凝土接触... 以山西沁河大跨连续刚构桥为研究对象,利用Midas/Civil建立全桥杆系模型,分别获得施工及成桥阶段的最不利内力组合;采用Ansys软件建立空间有限元计算模型,对0号块空间应力进行了系统性分析。计算结果表明,除预应力钢束两端与混凝土接触点小范围区域内发生应力集中现象之外,其余绝大部分区域混凝土应力满足规范要求。分析过程中详细阐述了有限元模型的建立方法、荷载的施加、计算工况以及应力限值的确定原则,可为类似结构的分析和设计提供参考。 展开更多

关键词 大跨连续刚构桥 0号块 空间应力分析 建模方法 计算工况 应力限值

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伽利略空间中曲线的活动标架

19

作者 李艳艳 《咸阳师范学院学报》 2020年第2期21-22,共2页

利用Fels和Olver的等变活动标架法对三维伽利略空间中曲线的活动标架进行研究,得到伽利略空间中曲线的活动标架、微分不变量的具体表达式。对于三维伽利略空间中的伽利略变换给出相应的李代数和李代数的结构。

关键词 等变活动标架法 空间曲线 伽利略空间

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高墩曲线连续刚构桥的结构稳定性分析

20

作者 周爱成 周绍勇 《城市道桥与防洪》 2008年第4期32-34,共3页

该文以欧拉弹性理论为基础,运用空间有限元法对高墩曲线连续刚构桥在施工最大悬臂状态下的T构进行稳定性分析。计算不同工况下的结构稳定特征值,以此对高墩曲线连续刚构桥的T构施工过程进行监控。

关键词 连续刚构 高墩曲线 空间有限元 稳定性

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