基于有限條法的長(zhǎng)跨斜拉橋地震分析-文庫(kù)吧資料
2025-06-28 16:48本頁(yè)面
【正文】 料性能力學(xué)參數(shù)主跨邊跨彈性模量 (kPa) x 108 x 107密度 (kg/m3)3,8803,630泊松比轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（垂直） (m4)191363轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（橫向） (m4)2,5305,560圖5橋面板的幾何性質(zhì)：（a）頂視圖。橋面板由四塊殼樣條條組成，所有條分為幾個(gè)部分。圖4 汲水門橋橋梁的有限條法建模汲水門橋的主跨由復(fù)合鋼混凝土結(jié)構(gòu)組成，邊跨由混凝土箱梁制成。 數(shù)個(gè)支座和一個(gè)橋面板。橋結(jié)構(gòu)包括兩個(gè)高度為145和133m。數(shù)值研究（分析）一般情況本文的研究對(duì)象是香港的汲水門大橋，如圖4所示。本文采用了經(jīng)典的瑞利阻尼，并將橋梁的阻尼矩陣[C]表示為橋梁的剛度和質(zhì)量矩陣的函數(shù)，如下所示：（13）其中和是瑞利阻尼因子，其可以通過(guò)具有與兩個(gè)特定頻率相關(guān)聯(lián)的兩個(gè)結(jié)構(gòu)阻尼比j來(lái)研究。因此，可以使用標(biāo)準(zhǔn)形成總剛的方法形成總體剛度矩陣[K]和總體質(zhì)量矩陣[M]。 [N為形函數(shù)矩陣。圖3轉(zhuǎn)換部分（圖是錯(cuò)的）剛度，質(zhì)量和阻尼矩陣在集成有限條法中定義了大跨斜拉橋中所有結(jié)構(gòu)構(gòu)件的位移函數(shù)之后，可以通過(guò)使用標(biāo)準(zhǔn)有限元法計(jì)算不同構(gòu)件的剛度[k]和質(zhì)量[m]矩陣，如下所示：（11）（12）其中為密度，t 為條的厚度。為了在結(jié)3和8處具有相同的位移，h / H應(yīng)當(dāng)無(wú)限小。垂直線和水平線分別在橋面板條和橋墩條的結(jié)3和8處重疊。不失一般性，假設(shè)正常和轉(zhuǎn)換部分的寬度分別為H和h。此外，支座可以用轉(zhuǎn)換部分的特殊邊界條件來(lái)建模。為了解決這個(gè)問(wèn)題，在集成有限條法種開(kāi)發(fā)了一種特殊的轉(zhuǎn)換部分，用于連接復(fù)雜結(jié)構(gòu)的不同構(gòu)件，例如大跨斜拉橋。轉(zhuǎn)換部分的建模利用有限元法中的單元和節(jié)點(diǎn)的概念，很容易建立其它構(gòu)件的單元來(lái)將與橋面板連接在一起。通常，拉索只能承受軸向拉力，因此索條中只定義了軸向應(yīng)力的應(yīng)變位移關(guān)系。因此，可以將位移函數(shù)定義為（8）（9）（10）對(duì)于位移應(yīng)變關(guān)系，因?yàn)樵谝痪S條中剪力和扭矩非常低而僅考慮在垂直和橫向方向上的彎曲和軸向應(yīng)力。圖2垂直條有時(shí)，一維柱條更適用于橋墩和塔柱的建模，因?yàn)樗挥幸粭l節(jié)點(diǎn)線并且類似于有限元法中使用的梁?jiǎn)卧?。事?shí)上，柱狀條全局z方向與相應(yīng)方向上由平面內(nèi)剛度控制的平面殼體樣條有限條中的局部y方向類似，而全局方向類似于殼體樣條有限條的局部z方向。、和分別與節(jié)線i和j的位移u和v相關(guān)，、和與位移w有關(guān)。以為中心的不等間隔的B3樣條函數(shù)可以表示為(2)其中：(3)膜位移函數(shù)u和v以及彎曲位移函數(shù)w由橫向多項(xiàng)式和縱向B3樣條的乘積表示為如下所示：（4）（5）（6）其中r 為節(jié)點(diǎn)線上的縱向截面的總數(shù)。此外，將支撐位置和集中載荷作用的位置與節(jié)點(diǎn)線上的節(jié)點(diǎn)重合，從而能得到更準(zhǔn)確的結(jié)果。平板條的總勢(shì)能可以從平面內(nèi)變形的和平面外變形的代數(shù)和得到。假設(shè)橋面是一個(gè)板殼結(jié)構(gòu)，在分析中包括面內(nèi)和面外自由度。2位移函數(shù)通過(guò)在縱向上應(yīng)用B3樣條函數(shù)（Prenter 1975）獲得在集成有限條法中。此外，研究了均勻，不均勻和變化的地震激勵(lì)對(duì)橋的結(jié)構(gòu)特性的影響。使用從集成有限條法導(dǎo)出的剛度和質(zhì)量矩陣，通過(guò)使用Newmark法進(jìn)行了時(shí)程分析?；诩捎邢迼l法，本文對(duì)大跨斜拉橋進(jìn)行了地震荷載作用下的時(shí)程分析。Li（1988）和Cheung等對(duì)任意形狀的板和殼進(jìn)行了自由振動(dòng)分析。在該方法中，復(fù)合層疊板沿厚度方向分成多個(gè)層。該研究使用有限條法分析了單跨和多跨結(jié)構(gòu)的自然頻率，并評(píng)估了平板對(duì)動(dòng)態(tài)荷載的瞬態(tài)響應(yīng)。
化學(xué)相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1