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相似文献
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1.
基于虚拟激励法的大跨桥梁抖振内力分析   总被引:4,自引:0,他引:4  
桥梁抖振内力分析是大跨桥梁抗风设计中的一项重要课题。目前,通常采用等效静风荷载的方法来计算桥梁抖振内力。本文将虚拟激励法应用到桥梁抖振内力分析中来,考虑多模态耦合效应,建立了直接应用随机振动方法计算桥梁抖振内力的快速算法。最后,以主跨为628m的某大跨斜拉桥为例进行了多模态耦合抖振内力分析,结果表明:高阶模态的参与将使主梁抖振内力增大,主梁抖振内力的峰因子介于3.4至4.0之间。  相似文献   

2.
目前已证实调谐质量阻尼器(TM D)可以有效控制桥梁抖振响应,并已在工程中得到应用。然而,传统桥梁抖振被动控制理论是基于单模态叠加SRSS法,无法考虑多模态参与作用和模态间气动耦合效应,本文基于Scan lan多模态耦合抖振理论和多重调谐质量阻尼器(M TM D)被动控制理论,提出一种桥梁多模态耦合抖振M TM D控制方法,该方法可以考虑多模态参与作用、模态间气动耦合效应和单模态中各模态位移分量的气动耦合,且对各TM D在主梁上的安装位置没有任何限制。本文最后采用时域仿真方法对该方法进行了验证,两者计算结果吻合良好,表明本文所提出的方法的正确性。  相似文献   

3.
安装固定气动翼板的大跨桥梁抖振分析   总被引:1,自引:0,他引:1  
刘高  林家浩  王秀伟 《力学学报》2003,35(5):628-633
建立了安装固定气动翼板的大跨桥梁多模态耦合抖振分析框架,推演了作用在整个桥梁-气动翼板系统上的抖振力和自激力的显式表达式,考虑了多模态耦合效应.基于有限元法,作用在主梁-气动翼板系统上的抖振力转化为节点力,进一步得到作用在整个桥梁上的抖振力并导出了其功率谱密度矩阵;作用在主梁.气动翼板系统上的气弹自激力转化为节点力,并将其表达为气弹刚度矩阵和气弹阻尼矩阵.通过组集得到系统的运动方程,然后运用虚拟激励法在频域计算系统的抖振响应.以某大跨斜拉桥为例进行研究,结果表明:在主梁下方安装-对固定气动翼板后,主梁的扭转角位移、角加速度以及侧向加速度响应能够得到有效控制。  相似文献   

4.
基于首超破坏机制的大跨斜拉桥抖振动力可靠性分析   总被引:2,自引:0,他引:2  
分别采用泊松分布和马尔可夫过程,给出了在一次强风作用下以及在设计基准期内桥梁结构某一特定截面或节点的抖振动力可靠性分析方法。然后,考虑斜拉桥的结构特点及其承受风荷栽的具体情况,确定了以斜拉桥的主梁系统为研究对象的结构体系抖振动力可靠性分析模型。在此基础上,采用串联失效模式,建立了斜拉桥主梁系统抖振动力可靠性分析过程。本文采用有限元法分析结构的空气静力响应。为了快速、准确地计算结构的抖振响应,考虑气弹力与抖振力的联合作用以及多模态耦合效应,采用有限元法和虚拟激励法相结合分析结构的抖振响应。最后,以某大跨斜拉桥为工程背景,对其主梁系统进行了基于刚度要求的抖振动力可靠性分析。  相似文献   

5.
基于荷载响应相关法提出了一种计算大跨屋盖结构等效静力风荷载的新方法. 该方法不 再分别计算结构的背景响应和共振响应,而是采用完全二次型组合法直接计算结构的整体动 态响应;而且这种方法能够考虑多阶模态的贡献和各阶模态响应间的耦合效应. 最后,将一 大跨屋盖结构(深圳市民中心)作为实际工程应用案例,计算了它的等效静力风荷载,并将 其与其他方法的计算结果进行比较,以验证方法的有效性.  相似文献   

6.
分析了匀速荷载作用下多孔饱和地基的动力响应.通过对Biot动力方程进行变换,将基本方程变换到随荷载移动的运动坐标系中,通过加权残值法推导了相应的"拟静力"单元刚度矩阵,从而建立了移动问题的有限元格式,将动力学问题转化为"拟静力"问题."拟静力"单元或称为移动单元并不是连续介质上的实际单元,而是在连续介质上随着移动荷载运动的虚拟单元.文中考虑了荷载的移动速度对多孔饱和地基中位移及应力的影响,并与解析解作了对比,以说明本方法具有较好的精度.  相似文献   

7.
针对移动荷载对地基产生振动影响的问题,研究了移动荷载作用下弹性地基的动力响应。将移动单元法引入到单相弹性土介质的半解析方法中,构造了随荷载按照相同速度运动的移动层单元,基于移动坐标下弹性土介质的动力控制方程和边界条件,应用加权残数法建立了在移动荷载下单相弹性地基的三维动态响应半解析方程,将固定坐标下的动力问题转化为移动坐标下的拟静力问题。数值分析了荷载移动速度、地基阻尼等参数对地基动力响应的影响。本文工作表明,在半解析法中引入移动单元是研究移动荷载下单相介质动态响应的一种有效的方法。  相似文献   

8.
惯性风荷载法物理意义不明确,传统三分量叠加法忽略背景‐共振耦合效应,本文提出一种完全三分量的等效静力风荷载方法。利用完全三分量方法研究了开孔屋盖的等效静力风荷载,研究结果表明,阵风荷载因子法除在等效节点处有较好的精确性外,其他非等效节点处的等效静力风荷载均偏离正常分布,不适宜求解大跨屋盖等效静力风荷载;完全三分量法具有明显物理意义,其背景部分可采用全模态的L RC法实现,比截断模态的惯性风荷载法更加精确;忽略背景‐共振耦合效应的传统三分量法低估等效静力风荷载10%左右,完全三分量法可考虑背景‐共振耦合效应,相应于传统三分量法更加精确。  相似文献   

9.
以结构随机风振响应分析为背景,考察了线性体系在平稳风荷载激励下的随机动力反应,进行了广义密度演化方程与经典随机振动分析的比较.基于物理随机系统研究框架,平稳脉动风荷载模型化为随机Fourier谱.分别以线性单自由度体系和线性多自由度体系为研究对象,比较分析了系统响应的概率密度演化解、理论平稳解和虚拟激励法解答.结果表明,分析系统有限时间内的随机动力反应,概率密度演化方法不仅能够获得渐近平稳段的稳态响应,而且能够反映响应非平稳初始效应的影响,与经典随机振动理论的虚拟激励法解答在均方特征意义上是等价的.  相似文献   

10.
基于Timoshenko梁静力理论和各向异性材料的本构关系,对于一般截面形状的杆系结构,推导了杆端内力与杆端位移之间的关系,并给出了作用于杆件上的荷载转化为等效节点荷载的方法.以混合节点为例,根据结构节点的力平衡和位移协调条件,推导了常见形式节点的传递分配矩阵和载荷源向量,进而得到结构的回传波射矩阵列式,求解以杆端位移为基本未知量的矩阵方程,给出了杆端位移和内力的计算公式.文中给出了算例分析.与有限元法数值结果的比较表明,回传波射矩阵法用于分析各向异性材料平面杆系结构的静力问题是有效和精确的.  相似文献   

11.
An elastic section model is proposed to analyze some characteristic issues of the cable-supported bridge dynamics through an equivalent planar multi-body system. The quadratic non-linearities of the four-degree-of-freedom model essentially describe the geometric coupling which may strongly characterize the dynamic interactions of the bridge deck and a pair of identical suspension cables (hangers or stays). The linear modal solution shows that the flexural and torsional modes of the deck (global modes) typically co-exist with symmetric or anti-symmetric modes of the cables (local modes). The combinations of parameters which realize remarkable 2:1:1 internal resonance conditions among one of the global modes (with higher natural frequency) and two local modes (with lower and close natural frequencies) are obtained by virtue of a multiparameter perturbation method. The non-linear response of the resonant systems shows that the global deck motion – directly forced at primary resonance by an external harmonic load – can parametrically excite the local cable motion, when the deck vibration amplitude overcomes the critical value at which a period-doubling bifurcation occurs. The relevant effects of both viscous damping and internal detuning on the instability boundaries are parametrically investigated. All the internal resonance conditions as well as the critical vibration amplitudes are expressed as an explicit, though asymptotically approximate, function of the structural parameters.  相似文献   

12.
斜拉桥合理成桥状态确定的一阶分析法   总被引:3,自引:1,他引:2  
张建民  肖汝诚 《力学季刊》2004,25(2):297-303
本文建立了斜拉桥索力优化的非线性规划模型,其中以斜拉桥主梁和索塔的弯曲应变能为目标函数,以各斜拉索的索力为设计变量,结构的应力及索力为约束条件,采用一阶分析法进行求解,用以确定成桥合理状态的索力。在计算中,考虑大跨度斜拉桥各种几何非线性因素的影响,并列出了优化模型的具体表达式及优化过程中的关键求解策略。应用该法和空间非线性有限元分析程序分析了某千米级斜拉桥方案的合理成桥状态,计算结果表明:该方法简单、有效。  相似文献   

13.
采用传递矩阵法对拱桥悬臂施工过程中的面内特征值问题进行求解,建立了该类桥型施工过程中面内竖弯刚度的评估方法。首先,将索和拱分别视为无垂度的张紧弦和欧拉伯努利梁,基于传递矩阵法基本理论推导了系统的总传递矩阵,考虑拱和索的边界条件以及索拱节点的位移连续性条件得到系统的特征值方程,进而计算出系统的频率和模态。同时,采用有限元分析软件ANSYS15.0建立拱桥合拢状态的有限元模型并得到频率和振型的有限元解,通过对比本文方法与有限元方法计算结果,证明本文方法和模型的正确性。然后,分别采用上述理论方法和有限元方法对拱桥合拢前半跨模型的频率和模态进行分析对比,两者结果一致进一步说明了本文方法和模型的正确性。最后,选取了索的弹性模量、初始索力以及拱桥的半径等参数,作为考虑影响结构自振频率的因素,对模型的前六阶频率进行了系统的参数分析,得出拱桥的设计参数以及合拢状态下索的设计参数对结构动力性能的影响规律,并给出相应实际工程的改善措施。  相似文献   

14.
Buffeting forces on bridge decks are commonly modelled by Sears’ function. However, it is well known that Sears’ function is reliable only for very streamlined bridge deck sections and that a complete model would require a suitable formulation of buffeting forces in time domain. In this paper, self-excited and buffeting loads are modelled by means of indicial functions. Corresponding aerodynamic admittance functions are numerically evaluated for rectangular sections and compared with experimental and analytical results. A complete time-domain model for cross-sections including vertical turbulence is presented. Numerical simulations are performed on a sample rectangular section. Comparison with experimental results and relevant flutter analyses are also discussed.  相似文献   

15.
In this article, a numerical method is presented for computing the stiffness matrix and compatibility relations of cables under uniform distributed loads on any direction. Both the geometrical and material nonlinearities, including softening and yielding of material, are taken into account and the catenary cable element with gauss integration scheme is employed. The proposed formulation includes the effect of uniform distributed loads on any direction and 3D nodal forces to assess the geometric and possible material nonlinearity of cables. The derived equations are then applied to the analysis of cable structures. The accuracy of the responses obtained by the proposed method is evaluated by several benchmark solutions available in the literature. Results of numerical examples indicate the capability of the proposed stiffness matrix in prediction of the elastic and inelastic responses of cables. The proposed formulation is therefore recommended for cable elements to be used in the analysis of cable structures.  相似文献   

16.
本文通过在Newmark模型中引入翘曲形函数来描述楼板纵向位移的横向非均匀分布.然后采用虚余功原理建立了考虑剪力滞后效应的钢—混凝土组合梁力法单元。该力法单元严格地满足平衡条件.而仅在积分意义上满足变形协调条件,但具有与通用位移有限元法相一致的刚度矩阵形式。由于受平衡条件的限制结点外力不相互独立,而翘曲位移引起的双弯矩和双剪力使得内力关系变得非常复杂,本文给出了推导力法梁单元内力形函数的通用方法。此外.本文还考虑了梁间荷载的存在对内力形函数的影响。算例分析表明,所提出的力法单元有较高的精度,并发现:在有梁间分布荷载时.采用将梁间分布荷载等效为结点荷载的方法将显著降低应力的精度,而采用高次力法单元对于提高情度没有明显的作用。  相似文献   

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