桥梁结构有限元分析

前言

第1章杆系结构有限元分析基本原理

1.1引言

1.2局部坐标系下的单元刚度矩阵及坐标变换

1.2.1铰接杆单元刚度矩阵

1.2.2梁单元刚度矩阵

1.2.3单元刚度矩阵的性质及力学意义

1.2.4坐标变换

1.3结点静力平衡方程组和结构刚度矩阵

1.4等效结点荷载

1.4.1移置原理

1.4.2几种典型荷载的等效结点荷载

1.4.3结点荷载总矢量

1.5支承约束及强迫位移的处理方法

1.5.1支承约束条件的处理方法

1.5.2强迫位移的处理方法

1.6杆系结构有限元法小结

第2章杆系结构有限元静力分析程序系统

2.1概述

2.2结构刚度矩阵的方阵存储法

2.3结点约束信息表和单元定位数组

2.3.1结点约束信息表

2.3.2单元定位数组和受约束结构刚度矩阵的组集

2.4杆系结构计算程序

2.5算例及其程序验证

第3章桥梁结构荷载效应

3.1荷载横向分布影响线计算

3.1.1铰接板和铰接梁法

3.1.2刚接梁法

3.2桥梁结构纵向影响线计算

3.3预应力效应分析

3.4混凝土徐变、收缩效应分析

3.4.1徐变、收缩的数学表达式

3.4.2徐变、收缩的应力应变方程

3.4.3徐变、收缩的有限元求解

3.5温度效应分析

3.5.1概述

3.5.2温度自应力的计算

3.5.3超静定结构的温度次内力及次应力

第4章桥梁结构屈曲稳定分析

4.1杆系结构稳定分析基本理论

4.1.1稳定理论的发展

4.1.2两类稳定问题

4.1.3稳定问题求解方法

4.2第一类稳定问题的有限元分析

4.2.1杆单元的刚度分析

4.2.2单元刚度矩阵及静力计算

4.3屈曲临界荷载求解程序及其算例

4.3.1结构稳定计算流程

4.3.2算例及程序验证

4.4桥梁结构中的屈曲稳定问题

4.4.1桥梁结构中的失稳现象

4.4.2桥梁结构失稳验算的阶段

第5章桥梁结构的动力分析

5.1桥梁结构的固有振动

5.1.1桥梁固有振动分析的有限元法

5.1.2固有振动计算的程序流程及算例

5.1.3桥梁结构自振频率的近似计算

5.2桥梁抗震计算的反应谱法

5.2.1单质点弹性体系的地震反应谱法

5.2.2多质点体系的反应谱分析

5.2.3设计加速度反应谱

5.3桥梁抗震计算的时程分析法

5.4桥梁结构动力分析建模

5.4.1建模的原则

5.4.2各类桥型的动力分析模型

第6章桥梁结构数值分析方法

6.1桥梁结构分析的内容和特点

6.1.1桥梁结构分析的内容

6.1.2桥梁结构分析的特点

6.2桥梁结构分析的建模方法

6.2.1结构离散化的基本原则

6.2.2局部构造的模拟方法

6.3不同类型桥的结构分析

6.3.1梁式桥的结构分析

6.3.2拱桥的结构分析

6.3.3斜拉桥的结构分析

6.3.4悬索桥的结构分析

第7章桥梁结构有限元程序系统

7.12DSAP程序流程及输入数据

7.22DSAP源程序

参考文献

　　作为一名从事桥梁相关工作的技术人员，在使用现有软件进行结构分析时，如果能够对结构有限元方法的基本理论、编程原理有所了解，并能掌握不同桥梁结构体系的建模重点，那么对灵活使用现有软件、甚至从事软件研发都有很大的帮助。本书在杆系结构有限元基本理论的基础上，分别就桥梁结构分析中的静力、动力和结构稳定问题，建立了有限元求解的程序实现流程，并通过自编的2DSAP程序，详细介绍了有限元分析的实现过程。　　本书在杆系结构有限元基本理论的基础上，分别就桥梁结构分析中的静力、动力和结构稳定问题，建立了有限元求解的程序实现流程，并通过自编的2DSAP程序，详细介绍了有限元分析的实现过程。同时，对桥梁结构分析中的荷载横向分布、内力影响线、预应力效应、混凝土收缩、徐变效应、温度效应等问题的有限元分析方法，进行了详细的讲述。针对桥梁结构的特点，介绍了进行结构有限元分析的建模方法和分析要点。　　本书可作为桥梁工程专业硕士研究生的程序设计类课程和土木工程专业(桥梁工程)本科生桥梁电算类课程的教学用书，同时可供从事桥梁结构分析的相关技术人员参考。