基于特征參量分析的工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法研究.pdf

1、鄭州大學(xué)博士學(xué)位論文基于特征參量分析的工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法研究姓名：吳澤玉申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：博士專業(yè)：水工結(jié)構(gòu)工程指導(dǎo)教師：王復(fù)明；王東煒201204摘要4567為同類工程的施工圖設(shè)計(jì)提供了重要的參考依據(jù)。提出了“節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)振型參與度”的基本概念，并藉此進(jìn)行梁柱節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)力學(xué)性能的研究。研究表明：隨著梁跨高比和柱剪跨比的增大，各振型節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)振型系數(shù)參與度逐漸減小，且現(xiàn)有設(shè)計(jì)規(guī)范中關(guān)于適中柱和普通梁的判別值是較為保守的。利用等效荷載法求預(yù)應(yīng)力對(duì)

2、頻率影響，推導(dǎo)出直線型、折線型和曲線型預(yù)應(yīng)力效應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程式，并給出有限元法求預(yù)應(yīng)力對(duì)頻率影響的一般計(jì)算過(guò)程，得到了預(yù)應(yīng)力對(duì)頻率影響的一般規(guī)律。鑒于Pushover方法的簡(jiǎn)單性和可行性，提出了多模態(tài)自適應(yīng)Pushover方法(mIAPM)。本方法不僅能克服傳統(tǒng)Pushover方法的缺陷，而且給出了某方向參與計(jì)算振型數(shù)確定的一般方法、以及根據(jù)頻率間的相關(guān)程度，選用SRSS法和CQC方法進(jìn)行組合，為結(jié)構(gòu)性態(tài)設(shè)計(jì)提供理論準(zhǔn)備。考慮豎向地震作用

3、的橋梁高墩Pdelta效應(yīng)的能量求解法。與其它方法相比，能量法較為簡(jiǎn)單，且能考慮豎向地震作用，推導(dǎo)出的通用公式可以直接為類似結(jié)構(gòu)采用。本方法值得在工程實(shí)踐中推廣使用。論文主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)：1提出了基于頻率分析的結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)和構(gòu)造設(shè)計(jì)新方法利用等效荷載法推導(dǎo)出直線筋、折線筋和曲線筋動(dòng)力學(xué)方程式，并給出有限元法求預(yù)應(yīng)力對(duì)頻率影響的一般計(jì)算過(guò)程，得到預(yù)應(yīng)力對(duì)頻率影響的一般規(guī)律。給出了高聳塔式結(jié)構(gòu)基本頻率調(diào)整的一般原則，即提高結(jié)構(gòu)的基本頻率應(yīng)以降低上

4、部結(jié)構(gòu)的質(zhì)量、增大下部結(jié)構(gòu)的剛度為主。通過(guò)分析，得到了結(jié)構(gòu)剪力墻數(shù)量和厚度、樓板厚度、重心高度及斜撐高度和角度等因素對(duì)結(jié)構(gòu)頻率的影響規(guī)律。2提出了基于振型分析的結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)和構(gòu)造設(shè)計(jì)新方法將振型區(qū)分為對(duì)結(jié)構(gòu)有利的和不利的振型；推導(dǎo)出了基于振型坐標(biāo)基的結(jié)構(gòu)位移、應(yīng)力和應(yīng)變分解公式；給出了分解公式所需振型數(shù)的三種判別式。進(jìn)而通過(guò)對(duì)結(jié)構(gòu)有效質(zhì)量參與系數(shù)的分析與控制，提前對(duì)結(jié)構(gòu)反應(yīng)有利的振型階次，推遲對(duì)結(jié)構(gòu)反應(yīng)不利的振型階次，實(shí)現(xiàn)指導(dǎo)結(jié)構(gòu)概念設(shè)