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文檔簡介
1、桅桿結構是一類應用廣泛的高柔風敏感結構,較易因風力引起的結構構件疲勞破壞而造成整個桅桿結構的倒塌。避免桅桿結構構件風致疲勞破壞的發(fā)生,保證桅桿結構的安全是已成為新世紀土木工程領域的一個前沿研究熱點。本文以這樣一個實際工程中的疑難問題為背景,對桅桿結構疲勞狀態(tài)實時評估問題進行了系統(tǒng)的研究,提出了桅桿結構風致疲勞安全預警理論和方法。 目前,國際國內對于工程結構的安全預警理論的研究主要集中在水工結構和深基坑等施工結構上。對于桅桿結構風
2、致疲勞安全預警的理論研究較少,基本是一個尚無涉足的領域。在桅桿結構風致疲勞的研究中,國際國內主要集中在桅桿結構風致疲勞的分析方法上,主要是為了解決桅桿結構的抗風設計問題,在桅桿結構風致疲勞的計算中所采用的動力風荷載是依據一定的人工概率模型而產生的某類動力風荷載,并不是真正的實時動力風荷載,因而它只能完成基于某種概率模型下對桅桿結構在使用期限內疲勞壽命的一個估算,而無法實現對桅桿結構每時每刻的實時風致疲勞狀態(tài)的評估。要解決這個問題,必須建
3、立作用在桅桿結構上的動力風荷載的識別方法。由于桅桿這類高聳結構的特殊性,在工程實際中只能布設有限數量的測點來量測其在動態(tài)荷載作用下的響應。因此,以桅桿上有限測點的實測風振響應來反演結構的動態(tài)荷載,是間接測量的一種途徑。本文采用基于模態(tài)分析的方法,通過建立桅桿結構的線性化有限元動力分析模型,運用結構在模擬風荷載下的有限測點風振響應數據識別了作用在結構上的風荷載時程。 在對桅桿結構風致疲勞的計算中,所采用的有限元模型是理論模型,這與
4、實際結構模型會有差異。對于桅桿結構的抗風設計,只要這種差異偏于安全即可。但在桅桿結構風致疲勞安全預警系統(tǒng)中,這種差異則會導致預警失實而失效,所以應建立一套桅桿結構的有限元模型修正方法。由于鋼結構的模型誤差主要體現對桿件連接剛度而非對桿件的物理尺寸的把握上,本文闡述了以構件節(jié)點連接剛度為修正指標的基于神經網絡的結構有限元模型修正的方法。 本文以建立桅桿結構風致疲勞安全預警理論和方法為研究目的,在對桅桿結構進行有限元模型修正和載荷識
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