[碩士]大跨度懸索橋風(fēng)振響應(yīng)分析及計(jì)算機(jī)仿真

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　　[碩士]大跨度懸索橋風(fēng)振響應(yīng)分析及計(jì)算機(jī)仿真　　學(xué)科專業(yè)：結(jié)構(gòu)工程　　授予學(xué)位：碩士　　學(xué)位授予單位：同濟(jì)大學(xué)　　學(xué)位年度：2006　　隨著現(xiàn)代材料、施工技術(shù)和設(shè)計(jì)理論的發(fā)展，以及電子計(jì)算機(jī)的普遍應(yīng)用，出現(xiàn)了新一代的結(jié)構(gòu)。這些結(jié)構(gòu)也變得越來(lái)越柔性、自重越來(lái)越輕、阻尼也越來(lái)越小，一般對(duì)風(fēng)更加敏感。大跨度的懸索橋和斜拉橋就是其中的代表。最近二三十年我國(guó)建設(shè)了許多大跨徑的懸索橋，橋梁的跨度有不斷增大的趨勢(shì)。風(fēng)對(duì)橋梁的作用也越來(lái)越顯著，風(fēng)荷載已經(jīng)是大跨度橋梁設(shè)計(jì)必須十分關(guān)注的問(wèn)題，甚至起決定性作用。因?yàn)榇罂缍葮蛄阂资茱L(fēng)荷載影響的特點(diǎn)，從經(jīng)濟(jì)及安全的角度都有必要進(jìn)行風(fēng)振響應(yīng)分析。　　本文在對(duì)近地風(fēng)荷載的特性進(jìn)行詳細(xì)地研究之后，著手于風(fēng)荷載的模擬，以及在有限元框架中實(shí)現(xiàn)由風(fēng)荷載作用下結(jié)構(gòu)的顫振和抖振動(dòng)力響應(yīng)分析。具體所做的工作如下:　　首先，簡(jiǎn)要敘述了橋梁風(fēng)致響應(yīng)分析研究國(guó)內(nèi)外研究的歷史以及現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)?！　? 其次，討論了近地風(fēng)的有關(guān)特性，包括風(fēng)的組成、平均風(fēng)剖面平均風(fēng)速的特性以及脈動(dòng)風(fēng)速的特性等，簡(jiǎn)要介紹了風(fēng)引起的災(zāi)害。在詳細(xì)討論了近地風(fēng)的特性之后，基于脈動(dòng)風(fēng)速功率譜密度函數(shù)，引用了時(shí)間序列多維AR自回歸模型來(lái)模擬近地風(fēng)速，采用BIC準(zhǔn)則確定模型的結(jié)束，并編制了多點(diǎn)風(fēng)荷載模擬程序，以及對(duì)模擬結(jié)果進(jìn)行了譜分析以驗(yàn)證程序的正確性?！　? 再次，討論了在風(fēng)荷載作用下結(jié)構(gòu)的響應(yīng)。利用Seaman修正后的全顫振導(dǎo)數(shù)的自激力氣動(dòng)力方程，和抖振力方程，并利用有限元理論，把這些單元力，轉(zhuǎn)化為等效節(jié)點(diǎn)力。此外，通過(guò)變化把自激力的作用等效于作用在結(jié)構(gòu)上的附加氣動(dòng)剛度和氣動(dòng)阻尼，采用單參數(shù)搜索的算法實(shí)現(xiàn)顫振分析。最后利用上述方法在ansysy中計(jì)算Thiele采用過(guò)的一理想簡(jiǎn)支梁模型，驗(yàn)證方法的正確性及可實(shí)現(xiàn)性。　　最后，對(duì)廈門海滄大橋東航道懸索橋進(jìn)行了顫振和抖振響應(yīng)分析，并比較有限元分析結(jié)構(gòu)與風(fēng)洞試驗(yàn)結(jié)果，以驗(yàn)證結(jié)果的正確性。

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