钢框架的高等分析与设计 被引量：29

1

作者 舒赣平 孟宪德 陈绍礼 《建筑结构学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期51-59,共9页

针对现行钢结构设计方法的缺陷与不足,强调了钢结构进行高等分析与设计的重要性,从结构整体稳定的角度,基于改进塑性铰方法,讨论了计算单元、初始缺陷的引入、节点连接刚度及构件的塑性设计、结构的二阶分析等钢结构高等分析的基本要点... 针对现行钢结构设计方法的缺陷与不足,强调了钢结构进行高等分析与设计的重要性,从结构整体稳定的角度,基于改进塑性铰方法,讨论了计算单元、初始缺陷的引入、节点连接刚度及构件的塑性设计、结构的二阶分析等钢结构高等分析的基本要点,并对现行的极限状态分项系数法和改进塑性铰分析方法进行了比较。典型算例结果表明,采用的方法和NIDA-NAF程序可以准确考虑各种缺陷和设计参数对钢结构稳定承载力的影响,钢结构高等分析设计是现代钢结构设计发展的方向。 展开更多

关键词 高等分析 钢结构设计 钢框架 塑性铰 塑性设计 稳定承载力 节点连接 分项系数法 设计参数 要点

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钢框架高等分析研究综述 被引量：15

2

作者 刘永华 张耀春 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第9期1283-1290,共8页

为了加深对高等分析的理解,介绍了钢框架现行计算长度设计方法的缺点和高等分析与设计的特点,详细讨论了影响钢框架稳定性和极限承载力的主要因素,如几何非线性、材料非线性、几何缺陷、残余应力、局部屈曲、弯扭屈曲等,以及分析时各种... 为了加深对高等分析的理解,介绍了钢框架现行计算长度设计方法的缺点和高等分析与设计的特点,详细讨论了影响钢框架稳定性和极限承载力的主要因素,如几何非线性、材料非线性、几何缺陷、残余应力、局部屈曲、弯扭屈曲等,以及分析时各种因素的考虑方法.同时介绍了国内外在钢框架高等分析方面的研究现状、不足以及可能的发展趋势,为钢框架结构整体分析与设计方法的研究提供一些理论参考. 展开更多

关键词 钢框架 计算长度法 高等分析 稳定性 极限承载力

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空间钢框架结构的改进双重非线性分析 被引量：16

3

作者 郑廷银 赵惠麟 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2003年第6期202-208,148,共8页

为了探讨三维结构的高等分析方法,给出基于UL法的严格三维单元虚功增量方程,详细推导了考虑剪切变形影响的三维梁柱单元的几何非线性切线刚度矩阵和基于三维单元简化塑性区模型的双重非线性刚度方程,并编制空间钢框架结构的双重非线性... 为了探讨三维结构的高等分析方法,给出基于UL法的严格三维单元虚功增量方程,详细推导了考虑剪切变形影响的三维梁柱单元的几何非线性切线刚度矩阵和基于三维单元简化塑性区模型的双重非线性刚度方程,并编制空间钢框架结构的双重非线性分析程序。使用包括几何与材料双重非线性的数值算例来验证方法和计算机程序的可行性、精确度与有效性。利用该程序,只需一个单元/构件即可准确预测空间钢框架结构的极限承载力与失稳模态,提高了结构的非线性分析效率。 展开更多

关键词 空间钢框架 高等分析 双重非线性 稳定插值函数 简化塑性区模型

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空间钢框架精细塑性铰法高等分析 被引量：16

4

作者 刘永华 张耀春 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2006年第A01期108-116,共9页

几何非线性单元的精度主要决定于单元恢复力的计算方法，刚度矩阵对单元精度的影响很小。建立了考虑剪切变形影响的精细塑性铰法空间梁柱单元。单元二阶效应由稳定函数考虑，采用精细塑性铰模型考虑材料非线性，可考虑截面的逐渐屈服以... 几何非线性单元的精度主要决定于单元恢复力的计算方法，刚度矩阵对单元精度的影响很小。建立了考虑剪切变形影响的精细塑性铰法空间梁柱单元。单元二阶效应由稳定函数考虑，采用精细塑性铰模型考虑材料非线性，可考虑截面的逐渐屈服以及由残余应力引起的分布塑性对单元刚度的削弱。单元刚度矩阵包含了轴向、弯曲和扭转位移之间的耦合效应。利用ANSYS软件的用户可编程特性（UPFs）编写了单元程序，通过连接将用户单元添加到ANSYS软件单元库中。算例分析结果表明，采用作者提出的单元时，每根杆件用一个单元模拟分析可达到很高精度，而采用ANSYS中BEAM189单元时，每根柱需3-4单元模拟才能达到合适的精度。分析结果还表明，多高层框架结构中构件剪切变形的影响不可忽略。 展开更多

关键词 空间钢框架 高等分析 精细塑性铰法 单元恢复力 刚度矩阵 剪切变形 ANSYS用户可编程特性

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香港2005钢结构规范不需要假定有效长度的二阶分析和设计法 被引量：14

5

作者 彭达材 关建祺 陈绍礼 《建筑钢结构进展》 2007年第5期57-62,共6页

在2003年,香港特别行政区屋宇署授权由香港理工大学和奥雅纳工程顾问(香港)有限公司所组成的联合顾问进行一项用极限状态方法进行结构钢设计的顾问研究。在此项研究中,联合顾问回顾现有香港和海外的钢结构设计和建造的标准和实践,并为... 在2003年,香港特别行政区屋宇署授权由香港理工大学和奥雅纳工程顾问(香港)有限公司所组成的联合顾问进行一项用极限状态方法进行结构钢设计的顾问研究。在此项研究中,联合顾问回顾现有香港和海外的钢结构设计和建造的标准和实践,并为香港地区结构钢的使用起草一本极限状态设计规范。此规范重点放在基于性能的设计上,以给予工程师更多的自由选择。本文详述了这一规范在细长框架使用二阶分析设计方面的特点,设计中不需要对弯曲屈曲假定计算长度。规范中的这一新的可选设计方法比基于计算长度概念的现有设计方法更可靠、更有效,而现有设计方法在很多实际应用中发现有很多局限。 展开更多

关键词 二阶分析 高等分析 屈曲 钢结构 构件缺陷 框架失稳

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高等分析及其在钢结构设计中的应用 被引量：8

6

作者 周奎 宋启根 贾军波 《建筑钢结构进展》 2002年第2期33-38,共6页

本文介绍了结构高等分析的概念和一般方法;给出了梁柱单元四项式表达,克服了轴力变号或趋于零时稳定函数表达不一致的缺点;通过一个设计实例进一步说明了高等分析用于设计时的优点与一般步骤,由于不需要对结构构件进行强度与稳定性验算。

关键词 高等分析 塑性区 精化塑性铰 四项式单元

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钢框架高等分析中初始几何缺陷的考虑方法 被引量：9

7

作者 金路 张耀春 +1 位作者 赵金友 邵永松 《建筑钢结构进展》 2010年第3期19-26,共8页

结构整体和构件的初始几何缺陷是结构产生非线性行为的影响因素之一,在目前的高等分析中常按最不利的缺陷分布来考虑它们的影响。采用蒙特卡罗法可以考虑初始几何缺陷的随机遇合问题,能更加合理地确定初始缺陷的分布规律。通过统计分析... 结构整体和构件的初始几何缺陷是结构产生非线性行为的影响因素之一,在目前的高等分析中常按最不利的缺陷分布来考虑它们的影响。采用蒙特卡罗法可以考虑初始几何缺陷的随机遇合问题,能更加合理地确定初始缺陷的分布规律。通过统计分析得到柱顶侧移和梁跨中挠度的概率密度函数,可由此确定框架可能的最大变形。某一六层单跨框架的计算结果表明:当按缺陷的最不利分布来施加不同的初始几何缺陷时,对框架的极限承载力影响不大,但对框架的侧向变形影响较大:初始几何缺陷越大,框架的最终变形也越大。但按蒙特卡罗法考虑不同的初始缺陷时,与无缺陷框架相比,结构变形增加有限。算例还表明,当框架按高等分析的极限承载力设计时,相应标准荷载作用下的变形不能满足正常使用要求,因此,设计常受正常使用极限状态控制。 展开更多

关键词 钢框架 高等分析 初始几何缺陷 随机遇合 蒙特卡罗法

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考虑节点域变形效应的空间支撑钢框架结构二阶弹塑性分析 被引量：4

8

作者 郑廷银 马梦寒 +1 位作者 张玉 赵惠麟 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第4期38-45,共8页

详细推导了基于非线性连续介质力学理论和考虑剪切效应的稳定插值函数所建立的严格三维梁柱单元虚功增量方程和切线刚度方程, 该方程包含了轴向、剪切、双向弯曲与扭转及其各耦合效应。提出的三维单元简化塑性区模型可模拟塑性扩展。建... 详细推导了基于非线性连续介质力学理论和考虑剪切效应的稳定插值函数所建立的严格三维梁柱单元虚功增量方程和切线刚度方程, 该方程包含了轴向、剪切、双向弯曲与扭转及其各耦合效应。提出的三维单元简化塑性区模型可模拟塑性扩展。建立了考虑支撑效应的节点域剪切变形模型, 该模型可更真实地反映节点域的变形影响。使用包括几何、材料非线性和节点域变形影响的数值算例来检验本文方法和所编计算机程序的可行性、有效性与精确度。算例表明: 利用该程序, 每个构件只需一个单元即可准确预测三维结构的极限荷载与失稳模态, 可提高结构非线性空间性能的分析效率。该程序可用于三维结构的非线性全过程分析, 为建立高层钢结构的高等分析方法奠定了基础。 展开更多

关键词 空间支撑钢框架 二阶非弹性 稳定插值函数 节点域 高等分析

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火灾下钢结构的性能与高等分析 被引量：6

9

作者 J Y Richard Liew 《建筑钢结构进展》 2003年第2期1-8,共8页

本文提出了一种改进的模型用于真实火灾下结构的性能分析。其主要特点是用非线性有限元模拟构件,反映结构整体非线性的影响。对真实火灾采用多区域及热辐射模型进行了模拟,对瞬态热传导采用有限无法进行了计算。采用边界面理论来考虑塑... 本文提出了一种改进的模型用于真实火灾下结构的性能分析。其主要特点是用非线性有限元模拟构件,反映结构整体非线性的影响。对真实火灾采用多区域及热辐射模型进行了模拟,对瞬态热传导采用有限无法进行了计算。采用边界面理论来考虑塑性沿构件截面的连续性。对承受局部火灾的半连续框架、多高层及大跨拱形桁架采用了基于性能的分析方法。中对梁跨度,火源位置对火势的蔓延对结构的影响进行了分析。最后对大跨屋面结构在非对称热力作用下的极限状态进行了分析。 展开更多

关键词 火灾 钢结构 高等分析 车辆火灾 抗火设计 非线性 拱形桁架 塑性铰

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应用高等分析理论分析人字形电力构架 被引量：5

10

作者 李天 袁征 +1 位作者 郑德乾 马哲芳 《郑州大学学报（工学版）》 CAS 2006年第1期15-18,共4页

应用有限元分析软件,实现了对一人字形变电构架的高等分析,论述了高等分析的过程.通过对高等分析和传统一阶弹性分析的计算结果的分析对比,初步讨论了传统一阶弹性计算中的缺陷,以及对人字形电力构架进行高等分析中几个主要因素对结果... 应用有限元分析软件,实现了对一人字形变电构架的高等分析,论述了高等分析的过程.通过对高等分析和传统一阶弹性分析的计算结果的分析对比,初步讨论了传统一阶弹性计算中的缺陷,以及对人字形电力构架进行高等分析中几个主要因素对结果的影响.计算结果表明:几何非线性对于人字形结构影响比较大;在用高等分析选取杆件单元时,应充分考虑较大轴力的杆件单元;二阶效应对内力的影响由下向上逐渐减少. 展开更多

关键词 高等分析 电力构架 一阶弹性分析 初始缺陷 二阶弹塑性分析

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考虑随机缺陷的钢框架-支撑结构试验研究与有限元分析 被引量：4

11

作者 金路 刘丹 贾连光 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2016年第B06期79-84,共6页

该文对一榀单跨双层钢框架-支撑结构进行了静力试验,重点研究了初始几何缺陷对结构变形性能的影响,由试验结果与有限元分析结果对比吻合较好,证明了考虑随机初始缺陷有限元模型的正确性。采用有限元ANSYS软件对三跨三十二层钢框架-支撑... 该文对一榀单跨双层钢框架-支撑结构进行了静力试验,重点研究了初始几何缺陷对结构变形性能的影响,由试验结果与有限元分析结果对比吻合较好,证明了考虑随机初始缺陷有限元模型的正确性。采用有限元ANSYS软件对三跨三十二层钢框架-支撑结构的随机缺陷模型进行全过程高等分析,采用蒙特卡罗法拉丁超立方抽样的技术模拟了框架随机初始缺陷的分布情况,并对比多种国内外规范多种考虑初始缺陷的方法,重点研究了结构和构件的变形性能。结果表明:考虑随机初始几何缺陷的框架变形与无缺陷理想框架的柱顶侧移相差不大,在高层结构的高等分析中可不考虑。此外规范中假想力框架变形远远超出随机缺陷框架,可知假想力计算方法过分夸大了初始几何缺陷的不利作用。 展开更多

关键词 高等分析 钢框架-支撑结构 试验研究 变形性能 随机初始几何缺陷

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空间钢框架结构的改进塑性区模型 被引量：1

12

作者 郑廷银 张玉 《钢结构》 2005年第1期7-10,22,共5页

为探讨三维结构的高等分析方法 ,给出了基于非线性连续介质力学理论和考虑剪切效应的稳定插值函数所建立的严格三维梁柱单元切线刚度方程 ,并提出了基于三维单元改进塑性区模型的双重非线性刚度方程。在方程中考虑了轴向位移、弯曲位移... 为探讨三维结构的高等分析方法 ,给出了基于非线性连续介质力学理论和考虑剪切效应的稳定插值函数所建立的严格三维梁柱单元切线刚度方程 ,并提出了基于三维单元改进塑性区模型的双重非线性刚度方程。在方程中考虑了轴向位移、弯曲位移和扭转位移的耦合效应 ,使用包括几何与材料双重非线性的数值算例来验证本文方法和计算机程序的可行性、有效性与精确度。利用该程序 ,每个构件只需一个单元即可准确预测三维结构的极限承载力与失稳模态 ,可提高结构非线性空间性能的分析效率。 展开更多

关键词 空间钢框架 高等分析 梁柱单元 切线刚度 极限承载力 塑性区 结构非线性 扭转位移 失稳模态 使用

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钢结构的弹塑性大位移研究分析 被引量：2

13

作者 徐伟良 郑廷银 蒋菡 《四川建筑科学研究》 北大核心 2006年第1期5-9,共5页

为了探讨钢结构的高等分析和设计方法,本文作者应用泛函的最小势能原理,将经典的梁柱理论与非线性有限元法相结合,提出一种钢结构弹塑性大位移研究分析的简化单元模式和计算方法。它考虑了结构大位移、轴力的P-Delta效应、残余应力、轴... 为了探讨钢结构的高等分析和设计方法,本文作者应用泛函的最小势能原理,将经典的梁柱理论与非线性有限元法相结合,提出一种钢结构弹塑性大位移研究分析的简化单元模式和计算方法。它考虑了结构大位移、轴力的P-Delta效应、残余应力、轴力使杆件截面极限弯矩的变化、截面刚度退化和塑性区长度等非线性因素的综合影响。通过一个典型钢框架的非线性全过程分析,说明了该法的实际应用。算例表明,本文方法是可靠的,可供工程设计人员参考。 展开更多

关键词 弹塑性 大位移 非线性 高等分析 钢框架

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钢框架—偏心支撑结构的高等分析 被引量：2

14

作者 刘坚 郝际平 易凌 《广州大学学报（自然科学版）》 CAS 2010年第5期16-20,共5页

钢框架—偏心支撑结构是高层钢结构中常用的结构形式,文章提出了一种新的钢框架—偏心支撑结构的高等分析方法,此方法考虑了残余应力、几何初始缺陷、剪切变形和轴力的影响,编写了相应的高等分析程序,分析了钢框架—单斜杆偏心支撑结构... 钢框架—偏心支撑结构是高层钢结构中常用的结构形式,文章提出了一种新的钢框架—偏心支撑结构的高等分析方法,此方法考虑了残余应力、几何初始缺陷、剪切变形和轴力的影响,编写了相应的高等分析程序,分析了钢框架—单斜杆偏心支撑结构,并与其它非线性软件的计算结果进行了对比分析. 展开更多

关键词 钢框架 偏心支撑 剪切变形 二阶非弹性 高等分析

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空间钢框架研究的进展与趋势

15

作者 李跃辉 吴义林 +1 位作者 张伟 王志勇 《洛阳工业高等专科学校学报》 2007年第2期1-4,共4页

空间耦合效应对钢框架结构性能有显著影响,随着计算理论的深入和试验水平的不断提高,如何对钢框架进行空间效应的高等分析受到普遍关注。简要回顾了空间钢框架结构的研究历史,论述了近年来在分析方法、分析软件、抗火研究和结构试验等... 空间耦合效应对钢框架结构性能有显著影响,随着计算理论的深入和试验水平的不断提高,如何对钢框架进行空间效应的高等分析受到普遍关注。简要回顾了空间钢框架结构的研究历史,论述了近年来在分析方法、分析软件、抗火研究和结构试验等方面的主要进展,提出了空间钢框架研究尚存在的问题和将来的发展趋势。 展开更多

关键词 空间钢框架 高等分析 足尺试验 研究进展

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化肥工业造粒塔结构稳定设计方法研究 被引量：1

16

作者 薛强 郝际平 王迎春 《工业建筑》 CSCD 北大核心 2011年第4期107-111,154,共6页

造粒塔是化肥厂工艺流程中的核心结构,结构的安全性直接关系到化肥厂生产的正常运行。该结构是将钢管混凝土柱通过环状桁架拉结形成中空筒状的高耸特种结构,在化肥厂的建造中得到了广泛应用。由于结构形式特异,稳定问题突出,目前这方面... 造粒塔是化肥厂工艺流程中的核心结构,结构的安全性直接关系到化肥厂生产的正常运行。该结构是将钢管混凝土柱通过环状桁架拉结形成中空筒状的高耸特种结构,在化肥厂的建造中得到了广泛应用。由于结构形式特异,稳定问题突出,目前这方面研究仍属空白。针对钢管混凝土造粒塔的结构特点,从屈曲分析对结构进行弹性稳定分析,用等效负刚度法确定出钢柱计算长度,同时求得环状加强桁架刚度需求,用高等分析对结构稳定性进行弹塑性稳定评估。以高等分析为基础,提出适合评价高层钢结构弹塑性稳定的一种新加载模式和评价方法,根据分析结果得出该类结构的稳定设计对策。 展开更多

关键词 化肥工业造粒塔 屈曲分析 计算长度 高等分析 高层钢结构弹塑性稳定评估

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钢框架高等分析中考虑局部屈曲的子结构法 被引量：1

17

作者 王孟鸿 王连坤 +1 位作者 郝际平 张俊峰 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期494-499,共6页

将相对自由度概念引入三维实体等参数单元,得到了16结点相对自由度壳元的插值表达式,并基于更新拉格朗日构型的虚位移原理推导了该壳单元的刚度矩阵。在单元刚度矩阵形成以后采用子结构法对内部结点自由度进行聚缩,根据薄壁构件相关假... 将相对自由度概念引入三维实体等参数单元,得到了16结点相对自由度壳元的插值表达式,并基于更新拉格朗日构型的虚位移原理推导了该壳单元的刚度矩阵。在单元刚度矩阵形成以后采用子结构法对内部结点自由度进行聚缩,根据薄壁构件相关假定并考虑截面翘曲因素的影响,通过边界结点的位移协调条件把壳单元组装成每端7个自由度的薄壁梁-柱单元参与整体分析,可以考虑板件局部屈曲的影响;突破了传统分析的紧凑型截面限制,并通过算例证明了本文方法的精确度和有效性。 展开更多

关键词 高等分析 相对自由度壳元 子结构 局部屈曲 薄壁梁-柱单元

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钢结构高等分析的应用研究 被引量：1

18

作者 张耀平 易凌 《山西建筑》 2007年第30期94-95,共2页

结合工程实例,对钢结构高等分析与传统设计方法进行了比较研究,说明了钢框架高等分析的优越性,同时指出现行钢结构设计方法的缺陷和繁琐,并对修改钢结构设计规范和高等分析方法在实际工程设计中的应用提出了建议。

关键词 钢框架 高等分析 设计方法

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平面钢框架精炼塑性铰法的改进与应用 被引量：1

19

作者 贾连光 白宏涛 史永彬 《沈阳建筑大学学报（自然科学版）》 EI CAS 2008年第3期380-384,共5页

目的改进平面钢框架高等分析方法的精炼塑性铰法,真实有效地反映钢框架的极限承载力及有侧移框架结构的稳定情况.方法在精炼塑性铰方法的基础上采用有侧移杆件作为计算单元,并对单元切线刚度矩阵进行修正来考虑结构的二阶效应(P-Δ),及... 目的改进平面钢框架高等分析方法的精炼塑性铰法,真实有效地反映钢框架的极限承载力及有侧移框架结构的稳定情况.方法在精炼塑性铰方法的基础上采用有侧移杆件作为计算单元,并对单元切线刚度矩阵进行修正来考虑结构的二阶效应(P-Δ),及有侧移杆件单元两端截面的塑性扩展.结果采用改进后的方法的计算结果,与钢框架的经典算例及两层单跨钢框架实验的结果吻合良好.结论钢结构的高等分析方法较真实地反映了结构在荷载作用下的内力和变形状态,得到了更精确的结果,比基于计算长度考虑构件稳定的线弹性分析的分析方法更优越. 展开更多

关键词 钢框架 高等分析 精炼塑性铰法 二阶效应

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施工临时支架钢结构高等分析设计应用研究 被引量：1

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作者 秦大燕 罗小斌 韩玉 《西部交通科技》 2018年第1期40-43,88,共5页

采用高等分析设计法直接求解结构稳定极限承载力,一次计算分析就可以完成钢结构设计所需的分析信息。文章针对高等分析设计法在实际应用中存在的模型建立、缺陷数据处理、二阶弹塑性分析等一些困难开展了研究,编制了模型数据转换、结构... 采用高等分析设计法直接求解结构稳定极限承载力,一次计算分析就可以完成钢结构设计所需的分析信息。文章针对高等分析设计法在实际应用中存在的模型建立、缺陷数据处理、二阶弹塑性分析等一些困难开展了研究,编制了模型数据转换、结构及构件缺陷数据处理程序,并以红水河特大桥顶推临时墩钢结构为例,进行极限承载力分析及优化设计,为临时钢结构高等分析设计应用找到了实现的方法。 展开更多

关键词 高等分析 极限承载力 缺陷模型 支架钢结构

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