多梁桥的动力响应
罗世勋
【期刊名称】《国外桥梁》
【年(卷),期】1994(000)001
【摘要】研究由越过不平整桥面运动的车辆引起的，多梁桥的动力性状。多梁桥模拟为格排梁体系。根据ＡＡＳＨＴＯ规范包含的Ｈ２０－４４和ＨＳ２０－４４卡车设计加载，将车辆分别模拟为７和１２自由度的两个非线性车辆模型。按照ＩＳＯ规范，就优，良，中，劣道路由功率谱密度函数生成引道和桥面的路面不平整度。基于ＡＡＳＨＴＯ标准桥梁，设计跨径２０ｍ的预应力混凝土桥梁，以不同车速和路面平整度，就单车和双车计算纵梁的动力响应。【总页数】7页(32-38)
【关键词】多梁桥;排格梁;动力响应;模型试验
【作者】罗世勋
【作者单位】无
【正文语种】英文
【中图分类】U448.21
【相关文献】
1.斜拉-连续刚构组合梁桥车-桥耦合动力响应分析 [J], 尹邦武; 苗永抗; 郭向荣
2.移动力作用下考虑自由振动与阻尼影响的简支梁桥动力响应理论解[J], 占陈文; 丁勇; 孔树清; 黄剑源
3.桥面平整度对连续梁桥动力响应的影响分析 [J], 邢世玲; 姜长宇
4.车辆荷载作用下连续梁桥动力响应仿真分析 [J], 李忠
1.3.2风对高层建筑的作用 高层建筑，特别是超高层建筑大都具有柔性大、阻尼小的特点，这样使得风荷载成为其 结构设计时的主要控制荷载。风荷载作用于高层建筑，会产生明显的三维荷载效应，即顺风向风荷载、横风向风荷载和扭转风荷载。在三维动力风荷载的作用下，高层建筑在顺风向、横风向和扭转方向产生振动。 第1章绪论 1.3. 2.1顺风向风效应 我国荷载规范[80】中给出了高层建筑顺风向平均风荷载的计算公式: 矶=刀:户:拜，叽(l一10) 式中:哄为高层建筑:高度处的平均风压;叽为10米高度处的基本风压(我国规范Is0】中 给出的基本风压是基于B类地貌条件的，其它地貌条件下要进行相应的转化);户:和户，分 别为风压高度系数和体型系数;几为考虑脉动放大效应的风振系数。 一般认为顺风向脉动风荷载符合准定常假定，即顺风向风荷载的脉动主要由顺风向风速 脉动引起。Davenportl吕’l和几mural82]等提出利用脉动风速功率谱转化得到顺风向风荷载功率 谱的方法，许多学者还通过风洞试验的方法得到高层建筑顺风向风荷载谱的经验公式183.851。 高层建筑顺风向振动以一阶模态振动为主，一般假定高层建筑一阶振型为线性，但近年 来部分学者对线性假定提出异议，并给出了振型修正的计算方法186-87]，顺风向风振的计算中 必须考虑风荷载的水平和竖向空间相关性188】。 1.3. 2.2横风向风效应 横风向风荷载由尾流激励、来流紊流和结构横向位移及其对时间的各阶导数引起的激励 等因素构成，但主要是由结构尾流中的漩涡脱落引起建筑物两侧气压交替变化所致189】。当 建筑物高度较低或高宽比不大时，结构的顺风向风致响应大于横风向响应;而近年来大量的风洞试验和现场实测证明，当高层建筑的高宽比大于4时，其横风向风振响应往往会超过顺风向响应，成为结构设计的控制性因素190]。 由于横风向风荷载机理复杂以及横风向振动的重要性，使得这方面的研究一直是风工程 界的热点问题。横风向风荷载不符合准定常假定，因此横风向风荷载谱不能根据脉动风速谱得到1841，风洞试验是研究高层建筑横风特性的主要手段。国外的ohkuma[01]、H.choil92)以及 国内的梁枢果[93]、顾明194]、徐安【84]等都相继提出了横风向风荷载功率谱的数学模型。横风向风振应通过随机振动理论计算，vicke夕95】、Kareem[9e]和Kwoklgv]等对高层建筑横 风向振动的计算方法进行了详细的阐述和探讨;梁枢果等给出了矩形高层建筑横风向风振响应的简化计算方法[98]。 1.3. 2.3扭转风效应 扭转风荷载则是顺风向紊流、横风向紊流和漩涡脱落共同作用的结果l”]。高层建筑的 浙江大学博士学位论文2008 风致扭转力矩与结构的平面形状有很大关系，往往平面形状不规则的高层建筑会引起较大的风致扭矩，从而导致较大的扭转响应。xIEJi而ng等199]在研究多幢高层建筑风扭矩的基础上， 提出了结构“等效偏心”的概念。
12．单层索网玻璃幕墙 单层索网玻璃幕墙由于具有良好通透性而受到青睐。单层索网玻璃幕墙分为单向单层索与玻璃组合体系和双向单层索网体系。如果单向单层索之间没有横向索把它们互相连接起来，就未形成结构体系，就会因整体失稳而破坏，就要把玻璃作为单向单层索的横向结构，即考虑玻璃的作用才能形成稳定的结构。双向单层索网体系靠双向索组成的索网形成稳定的结构。单层索网玻璃幕墙是国外开发的，但没有人给我们提供建造单层索网玻璃幕墙整套技术，完全靠自己摸索，国外也有些资料介绍了一根单索的挠度和内力的关系(见表12-6)，有些人以为表12-6的参数是用来选择最大挠度控制值的，并按最大挠度控制值求出索的内力，这样理解是不完整的，索的挠曲（矢高）越大内力越小，挠曲（矢高）越小内力越大，表12-6所列参数说明了这一点。 表12-6 单层索网幕墙由于两个方向的约束，单层索网的挠度由两边中央逐步增加（不是线性的），表12-6参数说明了一幅幕墙不同部位索的挠曲（矢高）与内力的关系，因此在对索结构分析时，要把整个索网（包括是单向单层索与玻璃组成双向结构）作为双向结构来分析，这样就可求出每根索的挠度和分配到的荷载，从而求出索的内力。在效应分析时要取可变荷载最不利分布，当可变荷载满布时，某些索截面内力最不利，而其他一些索则不然，因此要分别求可变荷载竖向3/4、1/2、1/4满布，横向3/4、1/2、1/4满布，整个索网十字型分割时的1/4分布时的荷载分配与挠曲（矢高），求每根索在荷载最不利分布时的内力，进行截面承载能力验算，如果以为只对可变荷载满布时，挠曲最大的一
根索进行验算，可能这一根索不是起控制作用的，按此种方法计算结果设计的幕墙包含着相当大的风险。我们必须对单层索网按双向结构分析，找出每根索在最不利可变荷载分布情况下的挠曲（矢高）和荷载分配，再进入内力分析和截面承载能力验算。 单层索网玻璃幕墙是柔性张拉结构，在没有施加预应力之前没有刚度，其形状也是不确定的，必须通过施加适当的预应力赋予其一定的形状，才能成为能承受外荷的结构。单层索网玻璃幕墙的预应力必须通过结构自身变位条件来维持，如果说张拉拉索是产生预应力的外在因素的话，那么能够通过变形协调条件来维持预应力的存在是产生预应力的内在因素。静定结构的内力可直接求解平衡方程得到，变位协调条件与静定结构的杆件内力无关，这种性质决定了静定结构不能作为预应力结构。相比之下，超静定结构却不相同，超静结构杆件内力并不由平衡条件唯一确定，同时还取决于变形协调条件，这种性能决定了单层索网玻璃幕墙是预应力结构，同时又是超静定结构，这是维持单层索网玻璃幕墙结构预应力在结构形式方面的要求。单层索网玻璃幕墙的稳定与预应力控制是单层索网玻璃幕墙设计、施工技术中的关键问题。 单层索网玻璃幕墙和一般钢桁架不一样，从静力学角度分析，“Maxwell原理”指出：对有j个结点的结构体系必须有：b≥3j-6个杆件才能使其成为几何不变体系，但是C.R.Calladine指出：存在小于“Maxwell原则”要求杆件数的稳定体系。实际上，“Maxwell原则”是结构在线性条件下处于几何不变的必须条件，而例外的情况在非线性条件下成立，单层索网玻璃幕墙体系保持几何稳定的特征是：1、结构可以发生无穷小机构运动；2、至少存在一个预应力模态，存在可刚化的自应力平衡体系。当此类结构中的杆件长度即将发生改变时，就会在节点上产生不平衡力，该不平衡力能使节点具有恢复初始位置的趋势，使
第八届全国振动理论及应用学术会议论文集，上海，2003年11月 移动载荷作用下连续梁的动力响应分析 钟卫洲1, 2，罗景润1，高芳清3，徐友钜1 （1.中国工程物理研究院结构力学研究所，绵阳 621900；2.中国工程物理研究院研究生部，绵阳 621900; 3.西南交通大学振动与强度实验室，成都 610031） 摘要： 本文以磁悬浮交通轮轨接触车桥动力行为研究为背景，把车辆对桥梁的动力作用简化为一个稳态力和一个低频扰动力，把连续钢桥梁简化为伯努力—欧拉梁，建立了车辆过桥的力学模型和振动微分方程，运用模态分析法得到了该微分方程的解析解，分析了连续桥梁频率方程、模态表达式以及低阶模态。援引德国TR06和连续钢梁的参数对不同速度的移动荷载下连续钢梁的动力响应进行计算分析，给出了相应条件下连续梁的动挠度曲线（w-t图和w-x图），并分析了桥梁的动力响应特征。本文的研究为评定桥梁在高速车辆作用下的稳定性和安全性提供了参考。 关键词： 连续梁；模态分析；动力响应；动挠度 Dynamic Response Analysis of Continuous Beam Under Moving Load ZHONG Wei-zhou 1, 2, LUO Jing-run 1, GAO Fang-qing3, XU You-ju 1 (1.Institute of Structural Mechanics of CAEP, Mianyang 621900; 2.Graduated School of CAEP, Mianyang 621900; https://www.doczj.com/doc/0926531.html,boratory of Vibration and Intensity of SWJTU, Chengdu 610031) Abstract: This paper is based on the background of the study of the dynamic behavior between maglev vehicle and guideway. The moving force exerting on the bridge is simplified as a steady force and a pulsating force with low frequency. The continuous steel beam is taken as Bernoulli-Euler beam, then the corresponding force model and vibrating equation of the bridge is established. The modal analysis method is applied to solve the equation of vibration. Frequency equation, analytical solution of mode of the beam and the lower modes are analysed. By quoting the data of TR06 of German, the dynamic response of continuous beam is obtained under moving vehicle at several typical speeds. The results of this paper can be taken as reference to assess security and stability of a bridge under moving load.
基于 MATLAB 实现对结构动力响应的几种算法的验证 1. 算例 首先，本文给出一算例， 结构在外力谐振荷载 P (t ) = P 0 sin θt 作用下，分别利用理论解法，杜哈梅积分， Wilson-θ 法求出该结构的位移时程反应。其中： m = 3.5×103 kg ， P 0 = 1.0×104 N ， k =1.3584515×107 ，ξ=0.05 ，θ=52.3s ?1 ，ω=62.3s ?1 ， ? D ω= ω 1-ξ2 =62.222 ，初始位移、速度v (0) = 0 ，v (0) = 0 ； 2. 算法验证 2.1 理论解法 运动方程为： mv+cv+kv=0P sin t ?由线性代数解出其理论解为: ]cos 2)sin -[(] 4)-[(t] sin ) -(2cos [2] 4)-[(t] sin ) 0()0(cos )0([2 2222222022222 2 2 2 22 t t m P t m P e v v t v e v D D D t D D D t θξωθθθωθωξθωωωθωωξωξωθωξθωθωωξωωξωξω-++-+ ?++++=-- 由于初始位移v(0) =0 ，v(0) =0 ；则： ]cos 2)sin -[(] 4)-[(t] sin ) -(2cos [2] 4)-[(222 222220 22222222220 t t m P t m P e v D D D t θξωθθθωθωξθωωωθωωξωξωθωξθωθξω-++ -+ ?+=- v(t ) =-3.115t e ? 1.05269898×410-?[6.230cos62.222t ?18.106sin 62.222t] +2.012808757 6 10-??[1146sin 52.3t ?325.829cos52.3t] 可以用 MA TLAB 进行编程分析，画图位移时程图，详细程序见附录。 2.2Wilson-θ法 Wilson-θ法是Wilson 于1966年基于线性加速度法的基础上提出一种无条件收敛的计算方法。该方法假定在θt ?时程步长内，体系的加速度反应按线性变化。对于地震持续时间内
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 振!动!与!冲!击 第"#卷第$期 %&’()*+&,-./(*0.&)*)123&45 -678"#)68$"99:! 膜结构风荷载和风致响应研究进展( (国家自然科学基金优秀创新群体基金##9$"=99$%和教育部/高等学校骨干教师资助计划0项目收稿日期!"99#;9";=# 第一作者顾!明男"教授"=<#>年@月生 顾!明!陆海峰 #同济大学!土木工程防灾国家重点实验室"上海!"999<"% !!摘!要!膜结构是近年来在大跨度空间结构中广泛采用的结构形式&由于膜材料柔软)质轻的特点"膜结构对风 的作用却十分敏感"风荷载是该类结构设计中的主要控制荷载"在响应分析中必须考虑气动弹性效应"但至今仍没有行之有效的分析方法&从风洞试验研究)响应分析方法和数值模拟等方面详细评述了膜结构风致振动的研究进展"并给出了今后研究的建议& !!关键词!膜结构"风致振动"气动弹性 中图分类号!0’$<$8$!!!文献标识码!* !"引"言 膜结构是以建筑织物...膜作为覆面材料和受力 构件的一种空间结构形式&通过高强度)柔性的薄膜材料与支撑体系的结合"形成具有一定刚度的稳定曲面来承受外荷载"在大跨度空间结构中得到日益广泛应用和蓬勃发展#/I W JF U e 1D Z ‘U 6J ""999’=($/W I ]U TI g F G I =8 ""99"’?(%&建于=<N "由=>个连成一排的双锥膜单元覆盖"充分体现了膜结构造型自由轻巧)制作简易)安装快捷)节能等优点"已成为当地的标志性建筑#/F W K F W "=<<<’"(%$新千年 到来之际"建于伦敦的千年顶#0TFC D 77F JJD HN 16N F "图"%则集中体现了"9世纪建筑技术的精华#/I W JF U e 1D Z ‘U 6J ""999%& 图=!丹佛国际新机场 图"!伦敦千年顶 由于膜材料柔软)质量轻的特点"膜结构对地震荷 载有良好的适应性"对风的作用却十分敏感"风荷载是该类结构设计中的主要控制荷载&合理估计膜结构的风致动力响应并采取有效措施保证结构的强度和耐久性"是膜结构设计中的重要环节&佐治亚穹顶建成$年后的=<<#年"即在一次强风大雨袭击下有四片薄膜被撕裂"撕裂长度达=9余米&佐治亚穹顶的原设计风速是="@‘N h T "而事故发生当天的最大风速记录只有@9‘N h T #杨庆山""99"’$>(%&韩国为"99"世界杯建造 的济州岛体育馆#4TF f H d 6W 7]4H\2G I ]D HN %的膜屋盖 曾先后两次在台风袭击下出现膜材撕裂的现象&国内亦有一些膜结构被风撕毁的报道&尽管如找形)静力荷载分析)裁剪等一系列膜结构设计的问题都已经取得长足的进展#3I EF We *EF 7"=<@"$’F G I JD F G I 78" "999$/7F G P D JK F We (I N N E ""99=$C I HW D J e C 6G W 6 "=<<@$2TD N I ]I e0I ]I "=<<=%"但和高层)高耸)桥梁结构相比较"膜结构至今仍没有一套令人满意的风致振动分析方法"不能满足设计和使用的需要&这种状况近几年来正逐步受到了工程界的关注& 本文从风洞试验)风振响应计算和风荷载数值模拟这三个主要方面总结了膜结构抗风研究的研究状况"指出了存在的问题"并讨论了值得研究的方向& #"膜结构风振的特点 !!膜结构的应用始于=<>9年代"最早出现的是充气膜结构"早期的研究也主要针对充气膜结构"后来随着张拉膜结构的广泛应用"研究重点也向此方向转移& 膜结构多为复杂的三维空间曲面"建筑造型鲜有雷同"这就导致结构表面风压分布的个体差异显著&由于膜结构的水平跨度往往大于垂直高度"结构表面 万方数据
单层索网玻璃幕墙拉索探析 发表时间：2016-08-08T14:31:31.873Z 来源：《基层建设》2016年11期作者：林云 [导读] 单层索网玻璃幕墙是近年来流行较广的一种幕墙形式，其支撑结构由柔性钢索组成。 深圳金粤幕墙装饰工程有限公司 摘要：单层索网玻璃幕墙是近年来流行较广的一种幕墙形式，其支撑结构由柔性钢索组成。由于索网的刚度需通过施加预应力获得，其与传统幕墙结构相比具有受力复杂，施工难度较高等特点。本文通过对一个典型的单索幕墙工程休息厅单层索网拉索预应力分析过程作详细描述，以期对以后类似工程设计施工提供借鉴。 关键词：单层索网玻璃幕墙；拉索；预应力 XX拟建项目占地面积约6.7万m ，总建筑面积约7.8万m ，建筑高度为51.35m，是一栋大型多功能艺术表演文化中心。休息厅由钢桁架屋盖、折角异形柱、平面桁架柱及单层索网玻璃幕墙构成。单层索网玻璃幕墙由竖向索、横向索和玻璃面板构成。单层索网玻璃幕墙面内设有平面桁架柱，相邻面的折角处设有异形柱，横向索在折角异形柱处断开。该休息厅有六个单层索网玻璃幕墙面，高17m；贵宾休息厅有三个单层索网玻璃幕墙面，高9.2m。 现场实拍照片 本项目中单层索网玻璃幕墙不仅是建筑效果体现的关键部位，更是幕墙施工中技术难度最大的分项。与传统结构相比，索网结构的设计、计算理论较有着较大的差别，施工工艺也绝非传统的施工技术能够解决。首先，传统结构计算都是假定在一定的几何形状基础上的，而索网结构的初始形态和初始预应力分布是一对相互影响的未知量，这就产生了两个不确定量。也就是说既要形成假设的初始几何，又要满足初始假设的预应力分布，这用传统的结构力学方法是难以完成的，只能采用迭代法，通过几何形状和预应力分布的逼近来实现；其次，由于索网结构成形阶段很强的非线性反应使得索网结构预应力张拉的施工过程极为繁琐，需要持续的人为监控，以期保证结构成形后的工作状态能够达到和预期设计的吻合。为此在拉索幕墙施工过程中，采用ANSYS通用有限元分析软件对拉索施工过程分析，以作为施工过程中的安全性、选择合理的拉索施工方案、确定拉索施工参数的依据。 下文就通过对休息厅单层索网拉索预应力分析过程作详细描述，以便对类似工程的施工具有一定参考意义。 1、拉索预应力施工分析 1.分析模型 1.1分析软件 采用ANSYS通用有限元分析软件。 1.2分析模型构成 模型包含顶部钢桁架屋盖和异型格构柱，以及纵横向的索网。该阶段的有限元模型如下图所示：
７０ ＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎＶｏｌ畅４５，Ｎｏ畅５，２０１５工业建筑 ２０１５年第４５卷第５期石油化工框架式高塔结构动力响应分析 何国富 姜颜宁 杨 青 金 微 （中国石化集团上海工程有限公司，上海 ２００１２０） 摘 要：以某石油化工工程中的大长径比框架式高塔为对象，采用时程分析法，分析地震作用下设置限位导向支架的框架式高塔的结构响应，并与采用组合结构模型的框架塔进行对比分析。分析表明，设置限位导向支架的框架式高塔，塔体水平位移幅值变化具有时段性增大特征，最大塔顶位移比组合结构模型的框架塔增大约５０％；地震作用将导致框架与塔之间产生振荡接触，接触产生的压力以脉冲方式作用到塔体上，并在塔体局部区域产生应力集中和应力幅值极速变化；框架塔的结构模型对塔体底部的应力变化和框架支座反力变化的稳定性影响不大。分析同时认为，设置限位导向支架的框架塔属于多体系结构，采用单一组合结构模型进行工程设计存在一定的安全隐患，建议在目前缺乏设计标准明确规定的条件下，地震作用分析宜采用时程分析法。 关键词：框架式高塔；地震响应；时程分析；非线性接触 ＤＯＩ：１０畅１３２０４／ｊ．ｇｙｊｚ２０１５０５０１６ ＳＴＲＵＣＴＵＲＥＤＹＮＡＭＩＣＲＥＳＰＯＮＳＥＡＮＡＬＹＳＩＳＯＦＴＡＬＬＦＲＡＭＥＤＴＯＷＥＲＦＯＲＰＥＴＲＯ－ＣＨＥＭＩＣＡＬＰＲＯＪＥＣＴＳ ＨｅＧｕｏｆｕ ＪｉａｎｇＹａｎｎｉｎｇ ＹａｎｇＱｉｎｇ ＪｉｎＷｅｉ（ＳＩＮＯＰＥＣＳｈａｎｇｈａｉＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏ．Ｌｔｄ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２００１２０，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔａｋｉｎｇａｐｒａｃｔｉｃａｌｈｉｇｈｆｒａｍｅｄ－ｔｏｗｅｒｗｉｔｈｌａｒｇｅｌｏｎｇ－ｄｉａｍｅｔｅｒｒａｔｉｏｆｏｒｐｅｔｒｏ－ｃｈｅｍｉｃａｌｐｒｏｊｅｃｔａｓｔｈｅｏｂｊｅｃｔ，ｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｒｅｓｐｏｎｓｅｏｆｈｉｇｈｆｒａｍｅｄ－ｔｏｗｅｒｗｉｔｈｇａｐｌｉｍｉｔｉｎｇｓｕｐｐｏｒｔｕｎｄｅｒｔｈｅｓｅｉｓｍｉｃｅｆｆｅｃｔｗａｓａｎａｌｙｚｅｄｗｉｔｈｔｉｍｅ－ ｈｉｓｔｏｒｙａｎａｌｙｓｉｓ，ｗｈｏｓｅｒｅｓｕｌｔｓｗｅｒｅｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈａｃｏｍｂｉｎｅｄｓｔｒｕｃｔｕｒｅｍｏｄｅｌ．Ｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓｉｎｄｉｃａｔｅｄｔｈａｔｔｈｅｃｈａｎｇｅｉｎｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｏｆｔｈｅｈｉｇｈｆｒａｍｅｄ－ｔｏｗｅｒｗｉｔｈｇａｐｌｉｍｉｔｉｎｇｓｕｐｐｏｒｔｈａｄｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｉｎｃｒｅａｓｅｉｎｔｉｍｅｓｔｅｐ，ｍａｘｔｏｐｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｏｆｔｏｗｅｒｗａｓ５０％ｇｒｅａｔｅｒｔｈａｎｔｈａｔｏｆｔｈｅｈｉｇｈｆｒａｍｅｄ－ｔｏｗｅｒｏｆｔｈｅｃｏｍｂｉｎｅｄｓｔｒｕｃｔｕｒｅｍｏｄｅｌ；ａｎｄｔｈｅｓｅｉｓｍｉｃｅｆｆｅｃｔｗｏｕｌｄａｌｓｏｃａｕｓｅｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎｃｏｎｔａｃｔｂｅｔｗｅｅｎｔｏｗｅｒａｎｄｆｒａｍｅ，ａｎｄｔｈｅｐｒｅｓｓｕｒｅｇｅｎｅｒａｔｅｄｂｙｔｈｅｃｏｎｔａｃｔａｃｔｅｄｏｎｔｈｅｔｏｗｅｒｓｈｅｌｌｉｎｍｏｄｅｏｆｐｕｌｓｅｆｏｒｃｅ，ｗｈｉｃｈｃａｕｓｅｄｓｔｒｅｓｓｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｉｎｌｏｃａｌａｒｅａａｎｄａｒａｐｉｄｃｈａｎｇｅｉｎｓｔｒｅｓｓａｍｐｌｉｔｕｄｅ．Ｔｈｅｔｙｐｅｏｆｓｔｒｕｃｔｕｒｅｍｏｄｅｌｈａｄｌｏｗｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｎｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｓｔｒｅｓｓｖａｒｉａｔｉｏｎｏｆｔｏｗｅｒｂｏｔｔｏｍａｎｄｒｅａｃｔｉｏｎｖａｒｉａｔｉｏｎｏｆｆｒａｍｅｓｕｐｐｏｒｔ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓ，ｉｔｃｏｕｌｄａｌｓｏｂｅｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄｔｈａｔｔｈｅｈｉｇｈｆｒａｍｅｄ－ｔｏｗｅｒｗｉｔｈｇａｐｌｉｍｉｔｉｎｇｓｕｐｐｏｒｔｗａｓａｍｕｌｔｉ－ｓｙｓｔｅｍｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．Ｔｈｅｒｅｗｏｕｌｄｂｅｓｏｍｅｒｉｓｋｓｉｆｔａｋｉｎｇｓｉｎｇｌｅｃｏｍｂｉｎｅｄｓｔｒｕｃｔｕｒｅｍｏｄｅｌｔｏｐｅｒｆｏｒｍｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｄｅｓｉｇｎｆｏｒａｈｉｇｈｆｒａｍｅｄ－ｔｏｗｅｒ．Ｕｎｄｅｒｔｈｅｃａｓｅｏｆｎｏｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄｓｔｉｐｕｌａｔｉｏｎｏｆｃｕｒｒｅｎｔｄｅｓｉｇｎｃｏｄｅｓ，ｕｓｅｏｆｔｉｍｅｈｉｓｔｏｒｙａｎａｌｙｓｉｓｍｅｔｈｏｄｗａｓｓｕｇｇｅｓｔｅｄｆｏｒｓｅｉｓｍｉｃｅｆｆｅｃｔ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｈｉｇｈｆｒａｍｅｄ－ｔｏｗｅｒ；ｓｅｉｓｍｉｃｒｅｓｐｏｎｓｅ；ｔｉｍｅ－ｈｉｓｔｏｒｙａｎａｌｙｓｉｓ；ｎｏｎｌｉｎｅａｒｃｏｎｔａｃｔ第一作者：何国富，男，１９６１年出生，教授级高级工程师。电子信箱：ｈｅｇｕｏｆｕ．ｓｓｅｃ＠ｓｉｎｏｐｅｃ．ｃｏｍ收稿日期：２０１４－１１－０６ 与火炬塔架不同，自承式大长径比高塔依靠自 身强度和刚度承受外载荷，是石油化工装置中常见 的一种设备形式。当风荷载或地震作用较大时，完 全依靠塔体自身来承受载荷将显得不尽合理，采用 框架辅助结构作为高塔塔体的侧向支撑，形成塔体 和框架的整体协同工作是一种常见的做法，此类形 式一般称为框架式高塔（以下简称“框架式高塔”）。 “框架式高塔”的协同工作有两种基本模式，一种是 塔与框架两个子结构通过连接约束，在运动过程中 结构响应始终耦合为一个整体结构；另一种是两个子结构始终独立，仅在运动过程中的某个瞬时段内存在由于变形不同步而发生相互接触和作用。从结构体系特征来看，前者属于组合结构，后者则属于多体系结构。
高层建筑风致结构响应结果分析1概况 某项目位于广州市新滘东路以西琶洲B2区，由塔楼1、塔楼2、塔楼3等3个塔楼和底部连接塔楼1和塔楼2的裙楼组成，3个塔楼呈“<”状排列，其中塔楼2屋面高度为148.10m、塔楼3屋面高度为149.65m。塔楼2、3相互间距较小，楼层质量及刚度存在较大偏心［1］，结构平面原为矩形（方案1），后调整为切角三角形（方案2），平面形状变化较大，项目进行了两次建筑物不同平面形状的风洞试验研究和风致结构响应分析。项目效果图、总平面图和结构主要特征见图1、图2和表1。 2风洞风荷载与规范风荷载的结构风致响应对比 风洞风致结构响应分析报告［2，3］提供了用于主体结构设计的风荷载，每个塔楼包含6个不利风向对应的等效楼层风荷载，每个风向风荷载包含顺风向、横风向以及扭转等3个等效风荷载分量及其组合系数，采用YJK计算程序验算风洞风下的结构响应，并和规范［4］风下的结构响应进行比较。篇幅所限，以塔楼2方案1的对比研究成果为例。风洞不利风向和风荷载组合系数如表2所示。塔楼2在风洞风和规范风下的结构楼层等效风荷载包络值对比和位移角对比如图3、图4所示。对比可知，塔楼2风洞风的楼层顺风向风荷载明显小于规
范风，但横风向风力则大幅度大于规范风，且扭转等效风荷载力矩较大，相当于风荷载平面偏心16%引起的扭矩大小。结构扭转效应显著增大，导致结构楼层位移角增大较多。为了解风洞风横风向和扭转风振对结构构件内力的影响［5］，选取核心筒一连梁的剪力作为比较对象，为便于比较不同风荷载的对连梁剪力的影响，比较时仅考虑风荷载工况下的连梁剪力标准值（见图5）。选取3种风荷载工况进行比较：①按文献［4］8.5.6条的组合系数进行风荷载组合的规范风荷载工况；②按文献［6］7.5.14条的组合系数进行风荷载组合的规范风荷载工况；③风洞风荷载工况。文献［4］和文献［6］关于风荷载分量的组合系数工况要求如表3所示，两者的要求有较大区别，文献［6］考虑风荷载各荷载间的相关性，且组合系数比文献［4］大。连梁剪力标准值对比如图6所示，横风向风振和扭转风振等效风荷载引起的连梁剪力比例分别如图7、图8所示。对比可知，虽然风洞顺风向风荷载最大值仅为规范风顺风向的68%，但横风向和扭转风振等效风荷载较大，风洞风作用下的连梁剪力较规范算法有较大增幅，剪力标准值最大值相对文献［4］算法和文献［6］算法分别增大40%和34%。在各不利风向风洞风等效风荷载作用下的连梁剪力，由横风向风振等效荷载引起的剪力与连梁总剪力的比值为4%~125%，比值的大小与风向和梁长方向的夹角存在高度相关性，当风向与梁长方向接
用有限元方法进行摩托车动力响应分析 文>>月辉史春涛骞郝志勇 摘要本文采用有限元方法对某125型骑式摩托车进行了动力响应分析。文章首先建立了摩托车整车的有限元模型，并利用该模型进行摩托车整车的动态特性计算，取得了和实验模态分析一致的结果。而后分析了摩托车在发动机激励和路面不平度激励下的整车动力学响应特性，得出了具有工程参考价值的结论。 关键词摩托车应力有限元法 本文采用有限元方法研究了摩托车整车结构的动态特性，并进行了在各种激励作用下的动力响应分析，得到了发动机车架的应力场，可用于进一步的摩托车强度分析。 1、摩托车有限元模型的建立 摩托车有限元模型如图1所示。 摩托车的车架结构大多是由各种截面形状的梁组合而成的空间框架结构，而且其截面尺寸，包括直径、壁厚，与构件长度相比很小，因此选用空间的直梁或者曲梁单元来离散车架结构，而车架的一些板件和加强盘可以采用空间板元模拟，各种梁单元的截面力学特性可用有限元程序的前处理模块或CAD软件计算。 摩托车的发动机具有较大质量，同时也具有很大刚度。考虑到发动机在车体结构中所起的作用及变形小的特点，将发动机简化为若干个板单元，这些板的总质量应与发动机的质量相同。然后，根据发动机与车架的实际连接方式，将由这些板单元模拟的发动机与车架组装到一起。 摩托车的减振器主要作用是支撑车体并缓和振动与冲击。考虑到减振器的结构与作用，简化后减振器的模型在受到载荷时应具有较大的轴向位移，同时又要有较大抗弯刚度。本文把减振器简化为一种梁单元和弹簧阻尼单元的综合体——轴向刚度由弹簧阻尼单元提供，而抗弯刚度由梁单元提供。 摩托车车轮主要由轮胎和轮辋组成，其中轮胎直接与路面接触，与摩托车悬挂共同缓和摩托车行驶时所受到的冲击，并协助减振，轮辋是固定轮胎的骨架，它与轮胎共同承受作用在车轮上的负荷。轮辋可以采用若干个梁单元模拟，轮胎
【王德勤】隐形索结构玻璃幕墙 摘要：隐形索结构玻璃幕墙就是一种从单向单索结构玻璃幕墙中引伸出来的新型玻璃幕墙形式，满足了在玻璃建筑中视觉上无结构的需求。本文介绍了该体系的基本概念及应用现状，并结合实际工程分析闸述其主要构造技术、结构特点及设计要点。隐形索结构玻璃幕墙是一种具有广阔前景的新型实用建筑幕墙支承体系。 关键词：点支式玻璃幕墙；预应力单索结构；钢纹线；单向单索结构； 随着我国在幕墙技术的发展，索结构作为支承体系的玻璃幕墙得到了广泛的应有。在现在建筑中，鱼腹式双层索系玻璃幕墙、自平衡素彬架等玻璃幕墙、单层索网玻璃幕墙、单向单索结构玻璃幕墙等柔性支承体系的玻璃墙已不再凤毛麟角。对于建筑师和幕墙工程师来说，索结构支承体系的玻璃幕墙已经成为常见的幕墙形式。同时在新的国家标准和工程技术规范中已对索结构幕墙有了严格、详细的技术规定。对于幕墙企业来说对此类幕墙的设计与施工技术也己日趋成熟。 由于幕墙技术的不断发展，更新的幕墙形式逐渐不断的涌现出来。本文所介绍的隐形索结构玻璃幕墙就是一种从单向单索结构玻璃幕墙中引伸出来的新型玻璃幕墙形式。 1．隐形索结构玻璃幕墙支承体系 长期以来人们一直期待"视觉上无结构”的玻璃建筑。隐形索结构支承体系是在单向单索结构的基础上采用了特殊构造措施，即利用了玻璃面板的厚度，将钢索隐藏在玻璃竖向胶缝的中问，不论从室内还是室外，都看不见任何结构构件，从而达到视觉上无结构的目的。好像是玻璃‘’飘浮在”空中。 隐形索结构体系具备柔性结构的一切特征，受力状态和传力途径类似单向单索体系。体系在没有施加预应力前没有刚度，且形状不确定，必须施加足够的预应力后才能承受荷载，是典型的小应变大变形结构。拉索的应力与位移的关系是非线性的。隐形索结构体系玻璃幕墙的最大挠度与跨度之比不宜大于1/50. 2．隐形索结构的工作原理 分析单索支撑结构的工作原理也就是要了解单索玻璃幕墙抵抗风荷载作用时的工作状态。了解单索结构作为玻璃幕墙的支撑结构时，索的变形与预应力的关系。索体应力的大小、单索玻璃幕墙平面在抵抗风荷载时各节点的适应能力。（如图1）
在动载荷作用下的结构动力响应分析 一、问题的突出 1.求钢结构的动力学响应 2.结构及载荷数据 立柱间距长180，宽120；顶距 地面180 E=200GPa,v=0.3,p=7800kg/m3 A=100kg, w=20π 二、有限单元模型建立 1.单元类型选择以及截面性质定义 FINISH /CLE /PREP7 ET,1,BEAM188 mp,ex,1,200e9 mp,nuxy,1,0.3 mp,dens,1,7800 !截面1 sectype,1,beam,I secoffset,cent secdata,0.12,0.12,0.1212,0.00605, 0.00605,0.0039 !截面2 sectype,2,beam,I secoffset,cent secdata,0.06535,0.06535,0.0805,0.00465,0.00465,0.00285 !截面3 sectype,3,beam, HREC secoffset,cent secdata,0.06,0.06,0.0025,0.0025,0.0025,0.0025
选择Y方向为立柱方向，通过由下向上建模即由关键点到线。k,1, k,2,1.8 k,3,1.8,,1.2 k,4,,,1.2 k,5,,1.5 k,6,1.8,1.5 k,7,1.8,1.5,1.2 k,8,,1.5,1.2 l,1,5 l,2,6 l,3,7 l,4,8 k,9,1.8/2,1.8,1.2/2 l,9,5 l,9,6 l,9,7 l,9,8 l,5,8 l,8,7 l,7,6 l,6,5 3.对于不同的杆赋予不同的截面性质，并进行网格划分 lsel,s,,,1,4,1 lplot lesize,all,0.04 secnum,1 lmesh,all lsel,s,,,9,12 lplot lesize,all,0.04 secnum,2 lmesh,all lsel,s,,,5,8,1 lplot lesize,all,0.04 secnum,3 lmesh,all
第27卷 第1期2010年3月 建筑科学与工程学报 Journal of Architecture and Civil Engineering Vol.27 No.1Mar.2010 文章编号:167322049(2010)0120102206 收稿日期:2009209213 作者简介:王松帆(19692),男,江西黎川人,高级工程师,工学硕士,E 2mail :wangsfan @https://www.doczj.com/doc/0926531.html, 。 超高层建筑的风振响应及等效静风荷载研究 王松帆,汤 华 (广州市设计院,广东广州 510620) 摘要:为避免中国现行《建筑结构荷载规范》(G B 50009—2001)中所采用的风振系数仅考虑结构的 1阶振型,而不考虑周围环境影响对体型不规则超高层建筑结构抗风设计造成的不合理性,采用风 洞试验与风振动力响应计算分析相结合的方法,考虑结构不规则的影响以及相邻建筑的气动干扰和横风效应来获得超高层建筑结构抗风设计所需的顺风向和横风向的等效静风荷载和风致动力响应。结果表明:由于周围建筑的干扰,顺风向、横风向的风荷载规律与一般超高层建筑不同,其不利角度也与规范存在差异;所得结论为超高层建筑结构的抗风设计提供了依据和参考。关键词:超高层建筑;风振响应;风洞试验;等效风荷载;抗风设计中图分类号:TU312.1 文献标志码:A R esearch on Wind Vibration R esponse and Equivalent Static Wind Loads of Super High 2rise Buildings WAN G Song 2fan ,TAN G Hua (Guangzhou Design Institute ,Guangzhou 510620,Guangdong ,China ) Abstract :The wind vibration factor in current L oad Code f or Desi gn of B uil di ng S t ruct ures (G B 50009—2001)in China was advanced only considering t he first vibration shape of t he struct ure ,but for super high 2rise building st ruct ures wit h complex shape ,t he above calculation met hod was incompletely reasonable. Considering t he influence of irregular st ruct ure ,aerodynamic interference of adjacent buildings and cross 2wind effect ,aut hors obtained t he along 2wind and cross 2wind equivalent static wind loads and wind 2induced dynamic response needed for wind resistant design of super high 2rise building st ruct ures by using t he met hod of combining wind t unnel test wit h wind vibratio n response calculation ,and achieved good effect s in p roject practices.The result s show t hat because of interference of surrounding buildings ,along 2wind and cross 2wind equivalent static wind loads differ from normal super high 2rise buildings and t he disadvantageous wind directions are inconsistent from t ho se shown in code.The conclusions also provide evidence and reference for wind resistant design of super high 2rise building st ruct ures.K ey w ords :super high 2rise building ;wind vibration response ;wind t unnel test ;equivalent static wind load ;wind resistant design 0引 言 风荷载是超高层建筑结构的主要水平荷载之 一。位于台风多发地区的超高层建筑的风致振动已 成为其结构设计需要考虑的首要因素。中国现行 《建筑结构荷载规范》(G B 50009—2001)[1]中采用
第２４卷第５期２００７年ｌＯ月 计算力学学报 ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌＭｅｃｈａｎｉｃｓ 、ｂｌ＿２４．Ｎｏ．５ Ｏｃｔｏｂｅｒ２００７ 文章编号：１００７—４７０８（２００７）０５—０６３３—０５单层平面索网幕墙结构的风振响应分析 及实用抗风设计方法 武岳。，冯若强，沈世钊 （略尔滨工业大学空间结构研究中心，黑龙江哈尔滨１５００９０） 摘要：单层平面索网玻璃幕墙结构是广泛应用于大型公共建筑中的一种新型结构形式，由于其具有秉性大’质量轻、阻尼小、自振频率低的特点．属风敏蓐结构．由于单索幕墙具有较高的几何非线性，丰文采用基于随机振葡理论的模态叠加频域方法进行了单索幕墙结构的风振响应分析．将模杰叠加频蛾方法的计算结果和非线性时程分析方法的精确计算结果进行了比较，证明了谈方法的准确性．并且丰文通过分析各阶模态对单索幕墙结构风振响应的重献，得到脉动风荷载下结构的振神以第一阶模态为主的结论．根据该结论本文采用频域方法推导了单索幕墙结构的位移均方差和索内力均方差的实用计算公式．同时考虑单索摹墙的结构特点提出了基于结构响应的单索幕墙结构实用抗风设计方法． 关键词：点支武玻璃幕墙；风振响应；索结构；频蛾方法；抗风设计方法 中图分类号：ＴＵ３８３文献标识码：Ａ １引言 近年来，随着玻璃工艺的提高和大量公共建筑的兴建，以预应力拉索作为支承结构的单层平面索网玻璃幕墙结构（以下简称单索幕墙）以其简洁、通透的特点在国内得到广泛应用．单层平面索网作为一种新型张力结构体系，具有柔性大、质量轻、阻尼小、自振频率低的特点，属风敏感结构，但由于其为新型结构体系，目前国内外对该类体系的动力性能研究较少，对其风激动力性能缺乏了解。同时现行荷载规范中提出的等效静风荷载法仅适用于高层、高耸等悬臂型结构，幕墙规范提出的阵风系数也仅适用于单块玻璃的抗风设计，不适用于支承结构设｝卜“，因此需要提出一套考虑风荷载动力作用且在工程上简便易行的单索幕墙结构实用抗风设计方法。 对于单层平面索网结构，基于随机振动理论的颓域法是进行结构风振响应实用计算的主要方法之一．本文采用模态叠加频域方法进行了结构的风振响应分析，然后根据分析结果采用频域方法对于单索幕墙结构的风振响应简化计算公式进行了推导，并给出了实用化的计算表格。 收稿日期：２００５—０７—１７｝謦改稿收到日期：２００５－０９－０３． 基金项目：国家自然科学基盒（５０４７８０２８）资助项目． 作者筒舟：武岳。（１９７２－）．男．副教授（Ｅ－ｍａｉｌ?ｗｕｙｕｃ＿Ｚ０００ ＠１５３．ｃｏｒｎ）Ｉ 玛若强（１７８９－），男，博士生ｌ 沈世钊（１９３３－），男．教授冲国工程院晓士． 需要指出的是，单层平面索网玻璃幕墙结构由于挠度较大（国内目前常用的设计挠度限值约为结构跨度的１／５０左右），结构具有较高的几何非线性．频域方法只能对结构进行线性分析，因此采用频域方法计算此类结构时，可能会产生较大的误差，为此本文在对单索结构进行风振响应频域计算时认为：不是选用竖直平面位置——单索结构初始状态作为计算结构的初始位置，而是选用平均风压作用位置——单索结构平衡状态作为结构的初始位置，此时结构几何非线性的大部分已经完成；其次结构在脉动风作用下在此位置附近作微幅振动，几何非线性较弱，因此可以采用频域方法进行结构的风振计算。 虽然选取平均风压作用位置作为结构风振计算的初始位置，但结构还是具有一定的几何非线性，因此为检验频域计算结果的准确性，本文同时又采用非线性时程分析方法【２３即人工生成具有特定频谱密度和空间相关性的风荷载时程，直接求解运动微分方程获得结构的精确响应，同采用频域方法得到的结构响应进行了比较。 ２结构风振晌应频域计算方法 ２．１频域方法 在脉动风荷载下单索幕墙结构的振动方程： ［＾幻｛藐｝＋［ｃ］｛矗）＋［Ｋ］｛“）一｛Ｐ（ｆ））（１）式中［Ｍ］，［Ｋ］和［ｃ］分别为结构的质量，刚度矩 万方数据