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硕士研究生课程 《桥梁结构非线性分析》 课程作业 姓 名： 李文秀 学 号： 2012112019 专 业： 力学 院 系： 理学院 教 师： 梁 鹏 得 分： 长安大学 2013年06月□□日 注意： （1）可以打印，也可以手写，但请按目录顺序最后装订成一册。 （2）发现雷同作业，抄和被抄都为0分，且不提供申辩的机会。 （3）写清楚计算条件、计算过程，要有结果、结论或讨论，图表公式文字规范。 目 录 1 作业之一（10分） 1 1.1 经典文献翻译及体会 1 1.2 专题读书笔记 1 2 作业之二（10分） 2 2.1 基于简化解析法的RC截面分析 2 2.2 编写截面M—N—φ曲线的计算机程序 2 2.3 基于纤维模型的RC截面全过程分析 2 3 作业之三（15分） 4 3.1 手算 4 3.2 解析解 4 4 作业之四（20分） 5 5 作业之五（15分） 6 5.1 手算 6 5.2 考核软件 6 5.3 编程 6 6 大作业（40分） 7 作业之一（10分） 2选1即可。 经典文献翻译及体会 题目：阅读一篇与本课程核心内容密切相关的经典文献（学科大牛在著名杂志上发表的经典文献），翻译成中文，并写出体会。 要求：没有字数限制，主要考察外文翻译、文献检索及对本学科发展的掌握程度。请附上原文。 评分原则： （1）选择文献的经典程度及与本课程核心内容的结合程度。 （2）翻译的准确程度。 （3）体会部分应说明什么人、在什么时间、用什么方法、研究了什么问题、得到什么结论、做出了什么改进、存在什么不足、对本学科发展有何贡献以及后人用该方法研究了什么问题、做出什么改进。 专题读书笔记 题目：结合个人兴趣及研究方向，在以下专题中选其一，写一篇读书笔记：其他数值方法（离散单元法、刚体弹簧元法、无网格法）、高性能混凝土、断裂与损伤、裂缝与控制、耐久性、疲劳性能、抗震性能、抗高温性能、抗爆抗冲击性能、体外预应力。 要求： （1）可写成综述形式，也可就某一问题作深入技术分析。 （2）没有字数限制，避免简单抄写，根据技术含量给分。 作业之二（10分） 3选1即可。 基于简化解析法的RC截面分析 题目：选择某著名连续刚构桥主墩不少于2个典型截面，采用简化解析法进行非线性截面分析。 要求： （1）给出结构简介及计算截面的一般构造图及钢筋图。 （2）给出计算简图及分析过程。 （3）分析开裂弯矩Mcr和开裂曲率φcr、屈服弯矩My和屈服曲率φy、极限弯矩Mu和极限曲率φu。 编写计算截面M—N—φ曲线的程序 题目：基于分层模型或纤维模型，编写截面M—N—φ曲线全过程分析的计算机程序。 要求： （1）能够适应任意内力组合、各种截面形状、各种配筋形式、各种本构关系等一般情形及正截面的开裂、屈服直至极限全过程分析。 （2）对前后处理没有要求，只需编写核心计算部分。用户手动完成网格划分及计算所需信息，计算完成后输出M—N—φ曲线、各层或各纤维的应力应变和所处状态。 （3）对编程语言没有要求。 （4）提交原程序及开发文档。 基于纤维模型的RC截面全过程分析 题目：选择某著名连续刚构桥主墩不少于2个典型截面，采用现有软件基于纤维模型进行非线性截面全过程分析。 要求： （1）给出结构简介及计算截面的一般构造图及钢筋图。 （2）给出主要建模过程和关键参数。 （3）给出Mx—N—φx曲线、My—N—φy曲线；P-Mx-My相互作用曲面。 （4）给出各主要纤维的应力应变和所处状态。 （5）应有相关结果讨论或结论。 作业之三（15分） 2选1即可。 手算 题目：手算结合Excel，分析以下或者课件中出现的单自由度问题。 要求： （1）至少3种分析求解方法；（2）给出详细迭代过程；（3）对比各种分析求解方法的收敛性、收敛精度、收敛速度。 解析解 基于梁柱基本微分方程，推导以下3种边界条件的压杆稳定临界荷载：（1）两端铰支；（2）一端固接一端自由；（3）两端固接。 作业之四（20分） 题目：考核商业软件的几何非线性性能。 要求：至少通过3道经典考题，考核1种或2种商业软件的几何非线性性能，包括单元大小、轴力大小、荷载步大小等对收敛性、收敛精度、收敛速度的影响。 作业之五（15分） 3选1即可。 手算 参考《刘明虎. 几种方法进行斜拉索静力计算比较[A]. 中国土木工程学会桥梁及结构工程学会第十四届年会[C]，南京：同济大学出版社，2000. 661-666》等论文中的方法，分析某斜拉桥斜拉索的几何、力学特性，并对比各方法的优劣。 考核软件 考核midas/Civil的悬链线索单元的分析性能。 编程 编制悬链线索单元程序，研究斜拉桥斜拉索的几何、力学特性。 或者，利用ANSYS等软件的二次开发功能，考核多段索单元模拟斜拉索的性