[碩士]大跨度懸索橋風振響應分析及計算機仿真

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內容簡介

　　[碩士]大跨度懸索橋風振響應分析及計算機仿真　　學科專業(yè)：結構工程　　授予學位：碩士　　學位授予單位：同濟大學　　學位年度：2006　　隨著現(xiàn)代材料、施工技術和設計理論的發(fā)展，以及電子計算機的普遍應用，出現(xiàn)了新一代的結構。這些結構也變得越來越柔性、自重越來越輕、阻尼也越來越小，一般對風更加敏感。大跨度的懸索橋和斜拉橋就是其中的代表。最近二三十年我國建設了許多大跨徑的懸索橋，橋梁的跨度有不斷增大的趨勢。風對橋梁的作用也越來越顯著，風荷載已經是大跨度橋梁設計必須十分關注的問題，甚至起決定性作用。因為大跨度橋梁易受風荷載影響的特點，從經濟及安全的角度都有必要進行風振響應分析?！　? 本文在對近地風荷載的特性進行詳細地研究之后，著手于風荷載的模擬，以及在有限元框架中實現(xiàn)由風荷載作用下結構的顫振和抖振動力響應分析。具體所做的工作如下:　　首先，簡要敘述了橋梁風致響應分析研究國內外研究的歷史以及現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢。　　其次，討論了近地風的有關特性，包括風的組成、平均風剖面平均風速的特性以及脈動風速的特性等，簡要介紹了風引起的災害。在詳細討論了近地風的特性之后，基于脈動風速功率譜密度函數(shù)，引用了時間序列多維AR自回歸模型來模擬近地風速，采用BIC準則確定模型的結束，并編制了多點風荷載模擬程序，以及對模擬結果進行了譜分析以驗證程序的正確性?！　? 再次，討論了在風荷載作用下結構的響應。利用Seaman修正后的全顫振導數(shù)的自激力氣動力方程，和抖振力方程，并利用有限元理論，把這些單元力，轉化為等效節(jié)點力。此外，通過變化把自激力的作用等效于作用在結構上的附加氣動剛度和氣動阻尼，采用單參數(shù)搜索的算法實現(xiàn)顫振分析。最后利用上述方法在ansysy中計算Thiele采用過的一理想簡支梁模型，驗證方法的正確性及可實現(xiàn)性。　　最后，對廈門海滄大橋東航道懸索橋進行了顫振和抖振響應分析，并比較有限元分析結構與風洞試驗結果，以驗證結果的正確性。

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