| 【中文题名】 | 多次预应力张弦拱桁架结构静动力分析及试验研究 |
| 【英文题名】 | The Static and Dynamic Analysis and Experimental Intestigation to the Multi-Stepped Prestressing Arch Truss String Structure |
| 【学科专业】 | 结构工程 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2006-11-16 |
| 【中关键词】 | 多次预应力钢结构,张弦拱桁架,静力试验,激振试验,振动台试验, |
| 【英关键词】 | pre-stressed arch truss string,static experiment,vibration exciter experiment,shaking table experiment, |
| 【分类导航】 | 工业技术>建筑科学>建筑结构>金属结构>预应力钢结构> |
| 【论文摘要】 |
预应力张弦拱桁架结构是一种新型的预应力钢结构形式,由于其受力合理的特点在国内外工程实践中得到了较多应用。施工过程中多次张拉预应力可以有效提高结构的承载能力,不同设计参数会对结构的抗震性能产生较大影响。本文通过理论计算和试验研究分析了多次张拉预应力、参数设置对张弦拱桁架结构静力、动力性能的影响,主要完成了以下几方面的工作:
进行了模拟施工过程中的多次预应力加载试验。研究了多次预应力对降低结构内力峰值、提高结构刚度的作用。通过有限元分析计算,将一次施加预应力与多次施加预应力的内力峰值与位移峰值进行了比较。得出张弦拱桁架结构随多次加载步骤的内力、位移变化曲线。计算与试验结果较为吻合。
对预应力拱桁架模型进行了激振试验。由于结构实际振型是以竖直方向的桁架振动为主,因此在分析时将模型平面外振动进行了约束,试验中通过对结构进行激振,利用共振曲线测得结构竖直方向前三阶振型。此外通过对结构自由振动衰减研究得出了结构的阻尼特性。分析不同配重情况、预应力值大小、支座约束对此类结构自振频率、阻尼比、振型的影响规律。对结构进行模态分析计算将有限元计算结果与理论结果进行了比较,试验结果与理论计算结果吻合较好。... |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
4-5 |
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ABSTRACT |
5-9 |
|
第1章 绪论 |
9-17 |
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1.1 张弦拱桁架结构静动力分析及试验研究的意义 |
9-10 |
|
1.2 张弦拱桁架结构的简介 |
10-11 |
|
1.2.1 张弦拱桁架结构的定义 |
10 |
|
1.2.2 张弦拱桁架结构的特点 |
10-11 |
|
1.3 张弦拱桁架结构的研究现状 |
11-16 |
|
1.3.1 张弦拱桁架结构国内外工程应用现状 |
11-14 |
|
1.3.2 张弦拱桁架结构研究现状 |
14-16 |
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1.4 本文的主要内容 |
16-17 |
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第2章 多次预应力张弦拱桁架结构施工加载过程试验研究 |
17-32 |
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2.1 多次预应力钢结构的特点与基本原理 |
17-18 |
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2.2 对试验模型的有限元建模 |
18-24 |
|
2.2.1 有限元建模方法 |
18-19 |
|
2.2.2 几何非线性的考虑方法 |
19-24 |
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2.3 试验方案 |
24-26 |
|
2.4 试验步骤及预应力张拉次数的确定 |
26-27 |
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2.5 试验模型理论计算结果分析 |
27-29 |
|
2.5.1 多次预应力施工技术对结构图形的要求 |
27-28 |
|
2.5.2 一次张拉预应力与多次张拉预应力结果比较 |
28-29 |
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2.6 试验结果分析 |
29-31 |
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2.7 小结 |
31-32 |
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第3章 预应力张弦拱桁架结构激振试验研究 |
32-42 |
|
3.1 引言 |
32 |
|
3.2 试验原理 |
32-33 |
|
3.3 试验方案 |
33-34 |
|
3.3.1 测点布置及加载方案 |
33-34 |
|
3.3.2 试验工况介绍 |
34 |
|
3.4 试验结果数据分析 |
34-39 |
|
3.4.1 振型分析 |
34-35 |
|
3.4.2 有橡胶垫固定支座结构频率随拉索预应力值变化情况 |
35-36 |
|
3.4.3 不同支座条件下结构频率随配重变化情况 |
36-38 |
|
3.4.4 不同约束情况对结构频率的影响 |
38 |
|
3.4.5 阻尼比随工况不同的变化情况 |
38-39 |
|
3.5 模态分析原理及结果 |
39-41 |
|
3.5.1 模态分析原理 |
39-40 |
|
3.5.2 模态分析结果 |
40-41 |
|
3.6 小结 |
41-42 |
|
第4章 预应力张弦拱桁架结构振动台试验研究 |
42-54 |
|
4.1 引言 |
42 |
|
4.2 试验设备及测试方法 |
42-43 |
|
4.3 试验方案 |
43-45 |
|
4.3.1 地震波的选取 |
43-44 |
|
4.3.2 测点布置及试验工况 |
44-45 |
|
4.4 试验结果分析 |
45-53 |
|
4.4.1 白噪声扫频结果分析 |
45-47 |
|
4.4.2 不同预应力值对结构地震反应的影响 |
47-49 |
|
4.4.3 不同约束条件对结构地震反应的影响 |
49-50 |
|
4.4.4 不同地震波对结构地震反应的影响 |
50-51 |
|
4.4.5 加速度放大系数 |
51-53 |
|
4.5 小结 |
53-54 |
|
第5章 预应力张弦梁拱桁架结构时程反应分析 |
54-68 |
|
5.1 引言 |
54 |
|
5.2 地震动特性 |
54-56 |
|
5.2.1 地震动幅值 |
54 |
|
5.2.2 频谱特征 |
54-55 |
|
5.2.3 持续时间（持时） |
55 |
|
5.2.4 数定分析的地震动输入机制 |
55-56 |
|
5.3 地震响应分析理论 |
56-59 |
|
5.3.1 反应谱法 |
57-58 |
|
5.3.2 时程分析法 |
58-59 |
|
5.4 利用有限元软件进行结构模型时程分析计算 |
59-66 |
|
5.4.1 结构构件内力时程反应波形图 |
60-64 |
|
5.4.2 不同约束条件对结构杆件内力反应的影响 |
64-65 |
|
5.4.3 不同拉索预应力值对结构杆件内力反应的影响 |
65-66 |
|
5.5 理论计算与试验结果对比 |
66-67 |
|
5.6 小结 |
67-68 |
|
结论与展望 |
68-70 |
|
结论 |
68-69 |
|
展望 |
69-70 |
|
参考文献 |
70-73 |
|
攻读硕士期间发表的论文及参与的科研项目 |
73-74 |
|
致谢 |
74 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.122765 |
