用最小余能原理求解弹性地基梁问题

来源 :河南理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:weiwen1982
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
地基梁是建筑工程中常见的基础结构,广泛应用于各类民用和工业建筑中,例如公路建设、铁路轨道设计中的条形基础、格式梁基础以及桥梁等建筑结构,并且大多数的工程结构都可简化成弹性地基梁的计算。弹性地基梁的计算虽是一个经典的研究领域,但随着时代的进步,新的地基模型和计算方法层出不穷,学者们对地基梁的研究至今仍在不断完善和发展。查阅大量文献后发现,大多数研究人员都基于Winkler地基模型展开研究,所采用的方法多是基于最小势能原理。对于地基梁体系,将地基反视力为基本未知量,则梁所受的外力与地基反力满足力的平衡条件,以及由地基梁的平衡微分方程可知满足力和位移的边界条件。本文求解弹性地基的过程中是基于Boussinesq解答并且设定地基表面与梁的变形处处相等,以及不计地基自重时无穷远处的边界上力和位移趋近于零,表明地基中处处满足力和位移的边界条件及平衡方程。由此可知地基梁体系中可以采用最小余能原理求解。因此,本文选用半空间弹性地基模型,基于Boussinesq解答和最小余能原理对弹性地基梁进行了系统的研究。首先采用分布加载的方式对地基模型的沉降变形公式进行推导,得出了在外力作用下地基产生的形变余能;根据弹性力学叠加原理和能量原理得到地基梁体系的余能泛函,基于最小余能原理建立以地基反力的为基本未知量的线性方程组,结合应力边界条件求解地基反力;结合具体工况,利用数学软件编写计算程序,求解两端自由弹性地基梁和两端有约束条件地基梁,并且与其他求解方法进行对比分析;求解相同工况下Winkler弹性地基梁和半空间弹性地基梁的地基反力和弯矩曲线,具体分析两种地基模型的区别。本文的主要研究成果是推导出了半空间弹性地基和弹性地基梁的余能泛函,基于最小余能原理直接对地基接触反力进行求解。给出求解集中荷载和均布荷载下两端自由弹性地基梁以及两端简支、两端固支弹性地基梁的地基反力和沉降变形的求解方法。对比Winkler地基梁的计算结果,体现出Winkler地基模型的局限性。本文所用方法可以作为研究建筑结构与地基共同作用原理的理论基础。
其他文献
精密焊接结构在航空航天、国防和军事领域获得了广泛的应用,在现有焊接工艺条件下,由于焊缝区保护不良或焊接参数波动等因素的影响,在焊接接头处极易出现微裂纹和气孔等缺陷,将会影响重要设备的安全,严重时甚至会造成灾难性事故。因此基于微焦点CT检测设备开展精密焊管中细微缺陷的无损检测、缺陷分割和三维重建工作具有极为重要的理论研究和工程应用前景。在获得精密焊管微焦点CT断层图像的基础上,研究了断层图像伪影去除
人是城市社会经济活动的主体,人口分布是人类活动最直观的表现。随着城市化进程的不断推进,人口过快增长和过度集聚已经成为城市管理的重大挑战。因而对城市人口进行精细的空间化模拟,可以为城市的科学管理和资源配置优化提供可靠的数据支撑。近年来,基于互联网和基于位置服务(LBS)技术迅速发展,大量多源地理空间大数据可以从互联网网站或公共服务部门获得。这些多源地理空间大数据直接或间接地反映出城市人口的分布特征,
地理信息系统的应用领域随着计算机技术和网络通信技术的迅猛发展而日益广泛,GIS的应用和发展都离不开空间数据,然而在大数据时代的今天,空间数据的质量情况变得格外重要,空间数据质量会直接影响GIS决策应用的准确性。为了提高空间数据的质量,论文将从空间数据的不确定性出发,主要针对空间数据的模糊不确定性,在原有的传统空间数据评价方法上,融合了犹豫模糊集的原理,运用犹豫模糊集的偏好关系和多属性评价对空间数据
车载自组网(Vehicular Ad-hoc Network,VANET)作为城市智能交通系统的重要组成部分,对车辆繁多所衍生的问题(如停车难、交通拥堵、安全事故等)的解决起着举足轻重的作用。因此,车载自组网的应用价值及其发展前景已被广泛认可。然而,VANET带宽低、传输距离短及高动态拓扑结构等无线通讯特性,给攻击者提供了对数据窃取、篡改、伪造等机会,从而使用户面临车主信息、车辆信息、出行路线等个
随着移动边缘计算(Mobile Edge Computing,MEC)技术的快速发展与成熟,网络上出现了大量来自于不同领域的服务。同时,越来越多的用户日益依赖于服务来完成工作与生活事务。然而,在MEC环境下,服务种类、数量的激增以及服务质量(Quality of Service,QoS)的动态性,使得用户难以快速地发现符合其需求的可靠服务,严重影响了用户的满意度以及服务资源的利用率。因此,MEC环
自动驾驶技术可以从根本上提高交通的安全性、出行的高效性以及驾驶的舒适性。自动驾驶汽车安全运行的关键部件之一是可靠的环境感知系统。这种感知系统通常是硬件和软件的组合。不同的传感器是自动驾驶汽车环境感知系统硬件的主要组成,而且三维激光雷达是最流行的组件之一。无论是白天还是夜晚,无论是否有眩光和阴影,三维激光雷达都非常稳定。针对自动驾驶车辆基于相机等传感器收集图像的目标检测方法受限于光照等影响,在夜间不
以人工智能(AI)为代表的技术正在引领第四次工业革命,在各行业中发挥着不可或缺的作用。如何开展人工智能教育成为目前我国中小学需要面对的迫切问题。本文通过文献总结和分析的方式,根据地理学科教学特点,对人工智能在未来高中地理教学中的影响和应用进行了分析和探索。人工智能可以帮助教师实现个性化教学,并提高学生的空间思维能力。同时,基于大数据的机器学习和虚拟现实技术在高中地理学科中的应用,可以激发学生学习的
高硅铝合金作为新型电子封装材料,具有密度小、热稳定性好、比强度和比刚度高等优点,有望取代可伐合金等传统的电子封装材料,在航空航天、电子封装等领域有广阔的应用前景。本文使用高硅铝合金(CE11)与可伐合金(4J29)作为研究对象,研制新型钎料实现异种材料之间的连接。使用Al-Si-Cu系钎料,改变Si和Cu的配比,对钎料及钎焊接头进行分析测试,获得最优中间钎料的配比为Al-7.5Si-23Cu。向A
本研究结合生物活性玻璃(BG)的优势,通过不同的制备方法,制备出了纳米球形生物活性玻璃(NBG),内容如下:(1)采用单一模板法制备BG,结果表明:合成的BG是CaO-SiO2的二元微米生物活性玻璃(MBG),MBG粒径在微米(418-1250nm)范围内且为均匀球形;模拟体液浸泡实验结果表明,随着粒径的增加,生成羟基磷灰石(HA)的能力降低。(2)以双模板剂法制备微米生物活性玻璃(MBG),结果
住宅建筑中使用的天然气持续泄漏且满足爆炸条件,便可发生爆炸,对人们的人身安全和财产安全造成伤害。住宅建筑中的窗口平常的主要用途为通风和采光。发生天然气爆炸事故时,作为住宅建筑中与外界联通的主要建筑部件,此时窗口作为泄爆口极其重要。住宅建筑中的常见窗口在形状上近似可分为正方形和长方形,在面积大小和开口位置上存在差异。因此,分别开展正方形和长方形泄爆口,在不同泄爆面积和开口位置条件下的爆炸研究,进而确