最小余能原理在Timoshenko梁动力分析中的应用(Ⅲ)--多跨连续梁的固有频率

应用最小余能原理的理论和方法，对Timoshenko梁进行动力分析，分别计算了对称截面及非对称截面多跨连续梁，当相邻跨按对称振型振动时的固有频率，讨论了不同边界条件对固有频率的影响。     

中央扣对三塔悬索桥动力特性的影响

基于ANSYS软件建立了泰州长江公路大桥的三维有限元计算模型,并采用子空间迭代法对其进行了自振特性分析,研究了在主跨跨中主缆和主梁之间设置中央扣对大跨度三塔悬索桥动力特性的影响。结果表明：中央扣的设置对第1阶竖弯振型有较大影响,对某些竖弯振型有非常大的影响,而且较明显地推迟了1阶反对称扭转振型的出现,增大了侧弯振动频率;对单跨内反对称侧弯振型的影响大于单跨内正对称侧弯振型,使得以缆索振动为主的振型推迟出现;所得结论为该桥的抗风、抗震研究提供了必要的信息和研究基础。     

单层厂房不等高排架高振型影响系数的精确计算公式

本文采用理论方法,导出了具有一个高差的任意多跨排架及中间升高的任意多跨对称排架高低跨交接柱各截面的高振型影响系数的精确计算公式,并对中间升高的不对称多跨排架提出了计算高振型影响系数的近似方法的建议.采用本文的计算公式计算不等高排架的地震内力,比直接按振型分解法求解的计算工作量大大减少,而又比各种经验公式更为精确可靠.本文所提出的公式可供修订抗震设计规范时参考及实际工作中采用.     

基于全量补偿算法的结构损伤识别

频率和振型是反应结构动力特性的主要模态参数,文中对损伤结构的频率和振型进行了研究。通过实测损伤结构的频率和振型,利用矩阵理论修正理论有限元模型,使之与实测损伤结构的频率和振型一致;将修正的理论有限元模型表达成单元刚度矩阵与损伤因子的线性组合,把损伤识别问题转化为组合系数的识别问题。给定损伤因子的合理取值范围,用优化方法求解损伤因子。通过对十跨桁架结构的数值仿真,仅用结构的前5阶频率和振型就能很好的识别结构的损伤,且该方法不需要对实测振型进行归一化处理,具有较强的实用性。     

车辐式索桁架模态分析与试验研究

通过对跨度为60 m的圆形车辐式索桁架屋盖按照1：10缩尺模型进行模态分析和模型试验,考察了拉索预应力、矢跨比及内外环直径比3个参数变化对结构自振特性的影响,对比分析了前4阶振型的试验结果与理论计算结果。结果发现：结构第1、2阶振型为反对称上下振动,第3阶为内环扭转振动,第4阶为内环相对扭转振动;试验和理论结果误差在10%以内,试验振型与理论振型基本吻合;前4阶振型的频率均在10 Hz以上,表明车辐式索桁架结构为低频动力响应,自振频率较小且分布密集;预应力水平越高,振型频率越大,则结构刚度越大;矢高增加,结构频率随之减小,结构更容易发生侧向失稳;内外环直径比越大,结构扭转刚度相对会减小,容易发生扭转失稳。     

基于振型分解反应谱法的大跨空间结构抗震设计研究

定义了广义振型参与质量来表征大跨空间结构各阶振型振动的主导方向,并通过控制广义振型参与质量之和占结构总质量的百分比来确定大跨空间结构振型分解反应谱法中参与组合的合理振型数.结合北京2008奥运会老山自行车馆屋盖网壳结构的抗震设计,验证了采用该方法确定的振型数目参与组合能够确保地震反应的精度.     

高低跨厂房的抗震分析与抗震计算方法

本文讨论了高低跨厂房的横向与纵向抗震计算方法。对横向抗震计算考虑了厂房空间整体作用,给出了各振型空间作用系数ζ_i,分析表明高振型空间作用系数增大,即考虑空间作用时高振型地震反应影响增大,这是与震害符合的。对纵向抗震计算指出必须考虑扭转效应,提出了考虑扭转效应的计算方法。本文根据上述方法对天津两幢厂房进行了抗震验算分析。分析表明,高低跨厂房地震反应的高振型影响增大,这是高低跨厂房地震反应的特点,也是高低跨厂房容易产生地震破坏的重要原因。     

用有限元法分析简谐干扰力作用下楼板的动力反应

本文采取交叉梁系的计算模型,应用有限元的振型分解法对单个简谐扰力作用下主梁一跨和主梁二跨的楼板结构进行了动力反应计算和分析。     

多跨预应力混凝土桥梁结构动力特性研究

基于振动理论的桥梁损伤检测方法需要精确提取桥梁的动力参数,动力参数识别是桥梁损伤检测的首要步骤。为了提取5跨预应力混凝土简支梁桥的动力参数,在桥梁上进行了两组振动试验,分别研究了每跨桥梁的动力特征和5跨桥梁的整体振动特性。所有单跨的4阶动力参数将根据智能无线传感器测量结果,应用快速傅立叶变换、半功率带宽法和交叉反应谱法计算得到。同时也讨论了振动传输,激励跨桥梁和非激励跨桥梁之间的关系。研究结果表明:桥墩长度会影响桥梁的自振频率;存在碎石均布荷载的情况下振动可以在所有跨桥梁之间传播;受竖向激励的一跨桥梁主振型为弯曲模态,非激励跨桥梁主振型趋向于扭转模态。研究结果将作为桥梁健康监测技术的基础研究。     

基于ABAQUS的钢管混凝土框架结构动力特性研究

基于ABAQUS分析软件对两跨八层钢管混凝土柱-钢梁框架结构缩尺模型的动力特性进行研究,分析了框架结构的特征值、参与系数、有效质量,并对框架结构进行了频率提取以及振型模态分析,结果表明钢管混凝土框架结构有较好的抗震性能,为该类结构的地震研究提供理论参考。     

基于Timoshenko梁理论的钢-混组合梁动力折减系数

基于Timoshenko梁理论,推导了考虑剪切滑移影响的钢-混组合梁的运动微分方程,得到了简支钢-混组合梁的自振频率和振型的显式解析表达式。提出了更适用于钢-混组合梁动力分析的动力折减系数,并给出了“刚度折减系数”和“频率折减系数”的解析表达式。与已有基于Euler-Bernoulli梁理论的动力折减系数进行了对比分析,讨论了剪力键刚度、剪切变形、转动惯量、跨高比对频率折减系数的影响。结果表明：当进行钢-混组合梁动力分析时,尤其是跨高比较小的组合梁,可以忽略转动惯量的影响,但不可忽略剪切变形的影响。     

椭球面钢—混凝土组合肋壳自振特性分析

采用有限元方法计算了椭球面钢-混凝土组合肋壳结构的自振特性,分析了不同矢跨比、不同长短跨比值、不同组合肋截面和不同支座条件下自振特性的规律.分析了结构的振型特征,找出了结构中刚度较弱的部位,为结构的抗震性能分析提供了参考.     

三跨连续斜交T梁桥的动力特性研究

为深入了解连续斜交梁桥的动力特性,以一座三跨连续斜交T梁桥为工程实例,建立了不同斜交角度的三跨连续斜交T梁桥的Midas Civil空间梁格模型,分析了斜交角的变化对结构的振型分布和自振频率的影响变化规律,并以斜交角作为影响因素,对现行《公路桥涵设计通用规范》中连续梁桥冲击系数计算采用的基频通用公式进行了修正.研究表明:三跨连续斜交T梁桥的竖弯振型分布在自然振型的不同阶数中,随着连续斜交梁桥斜交角度的增大,结构的弯扭效应变得更加明显,使得竖弯振型的分布也产生了变化;竖弯振型对应的自振频率均随斜交角的增加而增大,当斜交角度大于30°时,基频计算应计入斜交角影响;现场实桥动载试验表明本文提出的基频修正公式是比较合理的,对于此类结构的工程设计具有重要的参考价值.     

基于车桥振动的桥梁振型识别及主梁挠度计算方法

根据桥梁间接测量法的基本原理,对一座三跨连续梁桥建立车桥振动有限元模型,提取匀速通过桥梁时车辆竖向加速度时程响应,利用中心差分法计算接触点加速度时程响应,采用快速傅里叶变换得到加速度频谱图,应用峰值拾取法识别出桥梁的前三阶频率;利用带通滤波技术从接触点竖向加速度响应中提取与桥梁频率相关的分量响应,通过希尔伯特变换得到测试桥梁的前三阶振型,并与有限元理论振型进行比较。结果表明：车体质量的改变对于振型识别没有明显影响;车速较低时对于振型的识别不利,但选择合适的驱车速度仍能够保证振型的识别精度。基于桥梁有限元模型,将识别的振型进行质量归一化,计算主梁的测试位移柔度矩阵,设计桥梁标准荷载试验方案,利用柔度矩阵计算主梁在试验荷载下的预测挠度,并与理论挠度进行比较。结果表明,在合适的车速下,预测挠度与理论挠度误差基本满足工程精度要求。     

中承式钢管混凝土拱桥自振特性分析

本文基于某5跨连续中承式钢管混凝土拱桥,借助有限元软件MIDAS,建立了该桥的空间有限元分析模型.对其振型特征进行了分析,求出了自振频率、振型等动力参数.并通过变换拱桥的主要结构参数分析了它们对自振特性的影响.计算结果为连续中承式钢管混凝土拱桥的抗震设计提供了参考.     

大跨度屋盖结构脉动风振响应的参与振型

为了选取大跨屋盖结构脉动风振响应的主导振型,提出了振型能量参与系数及其累积参与系数的计算方法.在总结振型背景响应、振型共振响应的计算方法的基础上,给出了脉动风荷载在背景响应及各振型背景响应上做功的平均值,提出了背景响应振型能量参与系数计算公式和主导振型的选取方法;给出了振型共振响应内能的表达式,提出了共振响应的振型能量参与系数的计算公式和振型选取方法.数值算例表明,振型位移响应对总位移响应的贡献大小符合振型能量参与系数之间的相互关系.背景位移响应的计算精度可通过背景响应振型参与系数及其累积参与系数来控制,而共振响应累积振型能量参与系数则反映了参与计算振型的共振响应总能量与背景响应总能量之比.     

受轴向集中载荷的层合连续梁的固有振动

把多跨层合连续梁按单跨梁来处理，利用Ｌａｐｌａｃｅ变换推导出层合连续梁自振时的振型函数及频率方程。     

强震下两跨斜交简支梁桥桥面旋转反应的影响因素分析

为了研究在双向地震激励下两跨斜交简支梁桥桥面的旋转效应,选取Open Sees建立考虑两跨梁体间纵向、梁体与挡块间横向碰撞的有限元模型,从模态特征与地震反应2个层面分析了斜度、横隔梁数量及布置方式、下部结构支承刚度和跨径布置对两跨斜交简支梁桥桥面旋转的影响.结果表明:斜交简支梁桥的面内旋转振型早于正交桥出现;斜度的增大加剧了桥面的旋转;非对称结构的低阶振型表现为平动与桥面内旋转的耦合振动,其结构偏心效应加剧了桥面的旋转;不设或设置过多的横隔梁、采用平行于支承边布置横隔梁均会加剧桥面的旋转;纵向碰撞对不同斜度的两跨斜交简支梁桥桥面旋转有不同的作用效果;横向挡块能有效抑制两跨斜交简支梁桥桥面的旋转.     

复合材料连续组合梁的固有振动频率

本文将复合材料多跨连续组合梁按单跨梁来处理，采用铁摩辛柯梁振动理论及Ｌａｐｌａｃｅ变换导出了复合多跨连续组合梁自振时的振型函数及频率方程。     

受轴向集中载荷的层合连续梁的固有振动

把多跨层合连续梁按单跨梁来处理，利用Ｌａｐｌａｃｅ变换推导出层合连续梁自振时的振型函数及频率方程。