何光辉
- 作品数：8 被引量：19H指数：3
- 供职机构：上海大学土木工程系更多>>
- 发文基金：国家高技术研究发展计划国家自然科学基金上海市自然科学基金更多>>
- 相关领域：建筑科学理学更多>>
- 考虑界面不可压的高阶组合梁静力弯曲——位移法与混合型的有限元分析
- 2015年
- 为了真实地描述组合梁的界面相互作用和各子梁的力学行为,提出一种考虑界面不可压缩性与各子梁高阶位移的双层组合梁模型.根据最小势能原理和广义最小势能原理,得到高阶组合梁静力分析的位移法和混合型有限元方程.讨论变分原理类型和基本未知量的插值阶次对组合梁位移和内力收敛性能的影响.对比基于所提出的高阶组合梁模型、Reddy高阶组合梁模型、Newmark模型和平面应力模型的简支组合梁的静力分析结果,验证所建立的高阶模型的合理性.分析组合梁界面横向不可压缩性对其挠度的影响.结果表明:与Reddy模型相比,所提出的高阶模型更精细地刻画了组合梁结构;混合型单元具有抗滑移锁死性能;组合梁的界面不可压缩性对其挠度分析的影响不可忽略.
- 何光辉汪德江杨骁
- 关键词：组合梁非线性有限元
- 液化场地中Timoshenko桩自由振动与屈曲的精确数值解被引量：3
- 2013年
- 基于单桩的Timoshenko梁模型和桩-土相互作用的Winkler模型,建立考虑轴力效应的具有分布参数的Timoshenko梁模型微分控制方程,确定对应的齐次方程的通解,并以此作为有限单元的基函数。推导得精确形函数矩阵,建立分布参数Timoshenko梁的精确有限单元,根据拉格朗日方程得到有限元离散方程和单元刚度矩阵、几何刚度矩阵和一致质量矩阵。应用建立的精确Timoshenko梁单元于分层液化土中单桩-土-结构系统的自由振动与屈曲模态分析,通过与对应解析解以及常规有限元解的对比,表明精确Timoshenko桩基础单元的可靠性与较常规有限元法的优势。
- 段玮玮黄柱何光辉李强
- 关键词：拉格朗日方程土体液化WINKLER模型
- 横向扩展液化土中单桩-土系统的非线性分析被引量：2
- 2012年
- 将地震液化场地分为地表的上覆未液化土层、底部的未液化基层以及夹在两者之间的液化土层,基于桩-土相互作用的非线性Winkler模型,考虑桩弯曲的非线性弯矩-曲率本构关系和桩的几何非线性变形,建立了液化土层横向扩展下桩非线性大挠度变形的基本控制方程,并利用打靶法进行了数值求解。同时,给出了桩线弹性小变形情形下的解析解。通过与非线性有限元解和线弹性小变形解析解的比较,验证了文中打靶法的有效性和可靠性。用数值方法分析了液化土层横向扩展对桩力学性能的影响,结果表明:非线性桩-土相互作用和桩材料非线性效应强于桩的几何非线性效应,随着液化土层横向扩展位移的增加,几何非线性效应逐渐增大,此时,应采用完全非线性模型进行桩力学行为的分析。
- 杨骁何光辉
- 关键词：土体液化WINKLER模型
- Reddy高阶组合梁的非线性有限元分析被引量：3
- 2015年
- 该文基于Reddy高阶梁理论,提出了小变形双层组合梁的隐式运动学假定;应用拉格朗日乘子法,将该隐式关系引入到组合梁的最小势能原理,得到了考虑各子梁和粘结滑移层非线性材料特性的高阶组合梁非线性位移法有限单元,且该单元可以容易地转化为非线性Timoshenko和Euler-Bernoulli组合梁有限单元。随后,该研究分别应用提出的Reddy、Timoshenko和Euler-Bernoulli组合梁有限单元对双跨连续钢-混凝土组合梁进行了准静力分析,考察剪切效应对组合梁构件的挠度、粘结层滑移和截面应力的影响,且参数分析了组合梁的跨高比对剪切效应的影响。参数分析表明:短粗组合梁结构往往表现出显著的剪切效应,Newmark假定不再适用。
- 何光辉杨骁
- 关键词：组合梁有限元法剪切效应
- 双层高阶组合梁的界面摩擦效应被引量：2
- 2016年
- 为了更真实地描述组合梁的力学行为,提出了一种同时考虑梁的轴向和横向高阶变形的运动学假定.基于提出的高阶梁模型,得到了考虑界面不可穿透性、界面摩擦效应和非线性剪力键的双层组合梁模型静力分析的修正能量驻值原理.利用修正能量驻值原理,推导了该非线性组合梁模型的混合型高阶有限单元.在线性假定范围内对比分析了基于高阶梁理论、平面应力模型和Timoshenko梁理论的组合梁有限元应力分析,验证了高阶梁模型的可靠性;考察了界面不可穿透性与界面摩擦效应对组合梁静力行为的影响.数值结果表明:提出的高阶模型较经典梁模型更逼近于平面应力模型;界面不可穿透性与摩擦对组合梁静力行为具有显著影响.
- 何光辉欧阳煜杨骁
- 关键词：组合梁
- 液化土中单桩-土-结构系统自由振动与屈曲的精确有限元法被引量：5
- 2010年
- 基于液化土层中桩-土相互作用的Winkler模型,将桩等效为Rayleigh梁,构造了Rayleigh梁单元在轴力作用下自由振动和屈曲分析的精确形函数,建立了Winkler基础上考虑轴力的Rayleigh梁精确有限单元,得到了单元刚度矩阵、单元几何刚度矩阵和单元质量矩阵的表达式,建立了相应的精确有限元法。通过修正精确有限元的整体离散控制方程,得到成层液化土中单桩-土-结构系统的自由振动与屈曲分析的精确有限元离散方程,并就成层液化土中单桩-土-结构系统的固有频率和屈曲载荷进行了数值计算,通过与解析结果的比较,说明了本文精确有限元法的可靠性和合理性。研究表明,常规梁单元是精确梁单元的一个特例,采用精确有限元,无需细分网格就可以进行精确固有频率与屈曲载荷等的计算。
- 杨骁何光辉
- 关键词：液化土层WINKLER模型屈曲载荷
- Reddy高阶组合梁弯曲的一般解析解法被引量：3
- 2014年
- 基于Reddy高阶梁的轴向位移模式,考虑组合梁界面滑移变形,利用最小势能原理建立了Reddy组合梁弯曲问题的控制微分方程和边界条件,并将控制方程转化为含12个基本未知量的一阶常微分方程组,给出其一般求解方法和解的表达式.其次,研究了横向均布荷载作用下Reddy简支组合梁的弯曲,所得结果与有限元解吻合良好,说明本文解析解的有效性和可靠性.最后,数值分析了组合梁界面滑移剪切刚度kcs、弹性模量-剪切模量比E/G、梁长-高比L/h和子梁厚度比hs/hc等参数对Reddy简支组合梁弯曲的影响.分析表明:滑移刚度显著影响横截面应力的分布;组合梁长-高比越小、弹性模量-剪切模量比越大或界面滑移刚度越大,组合梁的剪切效应对其挠度影响越显著,此时不宜忽略其剪切变形.
- 杨骁何光辉
- 关键词：组合梁剪切效应
- 成层液化土中单桩-土-结构系统的水平振动分析被引量：5
- 2011年
- 根据地震场地液化特征,将土层分为上部液化土层与下部非液化土层,并基于桩-土相互作用的Winkler模型,将桩等效为Rayleigh梁.建立了考虑上部结构的质量、转动惯量、桩身转动惯量和轴力效应的单桩-土-结构系统的控制方程和边界条件,在频率域给出了问题的解析封闭解.通过与相关实验结果的比较,验证模型和解析解的合理性和有效性,分析几何、物理参数等对单桩-土-结构系统位移放大因子、动力放大因子的影响.研究结果表明:桩身轴力使系统的基频更加趋向地震的主频;土壤的液化使得上部结构动力响应更加剧烈,随着土体液化程度的发展,桩的临界载荷将减小,最终导致桩发生失稳破坏.
- 杨骁何光辉
- 关键词：桩-土-结构相互作用土体液化WINKLER模型失稳破坏
