基于随机虚拟激励法的桥梁风致响应分析

发布时间：2017-05-12 18:02

  本文关键词：基于随机虚拟激励法的桥梁风致响应分析，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：近年来,高层、大跨等结构形式相应涌现,风荷载逐渐成为结构设计的主要控制荷载之一,桥梁风致响应明显影响到桥梁结构的安全性与行车舒适性。因此,研究风荷载激励下的结构动力响应成为当前大跨度桥梁学科急需解决的课题。由于生产制作条件限制,实际结构参数不可避免存在随机性,而这些结构参数的随机不确定性可以引起结构风致响应的波动,结构参数的随机性在特定条件下还可能成为主导因素,从概率论角度研究非确定性结构的风致响应是抗风设计的一个新课题。为了解决外部激励和结构参数随机不确定性下桥梁风致振动这一问题,本论文采用的计算方法是在虚拟激励算法基础之上改进的随机虚拟激励算法,主要的研究内容如下：(1)总结了国内外主流的随机振动分析理论及其模型,简单概括林家浩教授的虚拟激励算法及其研究成果,进一步引出随机虚拟激励算法。(2)将响应面技术与Monte Carlo法相结合应用于结构随机振动分析中,在程序中采用自适应高斯积分技术代替梯形积分,为随机振动的响应分析提供了简单而高效的计算方法；当结构参数的变异系数较大时,基于响应面的Monte Carlo抽样技术已不满足工程精度要求,此时采用改进的分片响应面技术可以有效解决结构参数存在较大变异系数时的随机振动问题。(3)通过对单质点线性振子在平稳白噪声激励下的响应分析,验证本文采用的随机虚拟激励方法的正确性和高效性,同时研究结构参数的随机性对单质点线性振子动力响应的影响。(4)采用Davenport风荷载功率谱,利用随机虚拟激励法结合Monte Carlo的响应面技术对混凝土桥塔的风致响应进行分析,研究混凝土密度、弹性模量、阻尼比以及风荷载随机性对桥塔随机振动响应的影响；同时探讨不同风偏角对该桥塔的风致响应的影响。(5)采用Davenport提出的准定常抖振力模型,利用随机虚拟激励法结合Monte Carlo的响应面技术研究不同风速以及风攻角对大跨度悬索桥风致抖振响应的影响。
【关键词】：随机振动 虚拟激励算法 响应面 风致响应 变异系数 风攻角
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U441.3
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第一章 绪论11-18
• 1.1 研究背景11-13
• 1.2 国内外研究现状13-16
• 1.2.1 随机振动的研究现状13-14
• 1.2.2 风致抖振响应的研究现状14-15
• 1.2.3 随机结构的随机振动问题的研究现状15-16
• 1.3 本文研究主要内容16-18
• 第二章 随机虚拟激励算法18-30
• 2.1 引言18
• 2.2 单质点线性振子受单点平稳激励18-22
• 2.2.1 虚拟激励算法18-21
• 2.2.2 随机虚拟激励算法21-22
• 2.3 多自由度系统受多点完全相关平稳激励22-24
• 2.3.1 虚拟激励算法22-23
• 2.3.2 随机虚拟激励算法23-24
• 2.4 多自由度系统受多点部分相干平稳激励24-27
• 2.4.1 虚拟激励算法24-26
• 2.4.2 随机虚拟激励算法26-27
• 2.5 虚拟激励算法的自适应高斯积分技术27-29
• 2.6 小结29-30
• 第三章 单质点线性振子随机振动分析30-46
• 3.1 引言30
• 3.2 结构参数随机性对单质点线性振子的影响30-38
• 3.2.1 阻尼比的变异系数对结构响应的影响32-36
• 3.2.2 圆频率的变异系数对结构响应的影响36-38
• 3.3 基于响应面的Monte Carlo法随机分析38-42
• 3.4 分片响应面42-44
• 3.5 小结44-46
• 第四章 超高桥塔的风致响应分析46-56
• 4.1 引言46
• 4.2 工程概况46-48
• 4.3 脉动风横桥向激励下的结构响应分析48-50
• 4.4 脉动风顺桥向激励下的结构响应分析50-52
• 4.5 脉动风的风偏角对结构响应的影响52-54
• 4.6 小结54-56
• 第五章 大跨度悬索桥风致抖振响应分析56-74
• 5.1 引言56
• 5.2 工况概况56-64
• 5.3 Davenport准定常抖振力模型64-68
• 5.4 桥梁风致抖振响应分析68-72
• 5.5 不同风攻角对桥梁风致抖振响应的影响72-73
• 5.6 小结73-74
• 第六章 结论与展望74-76
• 致谢76-77
• 参考文献77-82

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 周fE毅;顾明;黄友钦;商承志;;基于非定常风荷载的大跨体育场挑篷结构风致响应[J];同济大学学报(自然科学版);2008年11期

2 沈玉光;;锥筒形风机塔架的风致响应分析[J];低温建筑技术;2011年12期

3 柯世堂;葛耀君;;基于一致耦合法某大型博物馆结构风致响应精细化研究[J];建筑结构学报;2012年03期

4 聂建波;胡新怡;潘峰;郑剑伟;;海风环境大跨越铁塔风致响应研究[J];低温建筑技术;2012年12期

5 周fE毅;顾明;李亚明;周晓峰;孙五一;黄鹏;;某大型博物馆结构风致响应分析[J];振动与冲击;2008年02期

6 顾明;叶丰;;高层建筑风致响应的简化分析方法[J];工程力学;2006年08期

7 李寿英;陈政清;;超高层建筑风致响应及等效静力风荷载研究[J];建筑结构学报;2010年03期

8 李刚;曹文斌;;基于梁刚体元模型的圆柱风致响应耦合分析[J];大连理工大学学报;2012年03期

9 张庆华;石艳柯;;关于500kV典型高压输电塔风致响应的研究[J];华北水利水电学院学报;2012年02期

10 方勇,倪振华,谢壮宁;模态加速度法在屋盖结构风致响应分析中的应用[J];应用力学学报;2004年02期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 曹文斌;李刚;;大型通风冷却塔风致响应的流固耦合分析[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年

2 薛松涛;钱宇音;陈昒;王远功;;风速谱的分析研究及风致响应的计算分析[A];第十届全国结构工程学术会议论文集第Ⅲ卷[C];2001年

3 李秋胜;郅伦海;段永定;高金盛;苏圣中;;台北101大楼风致响应实测及计算分析研究[A];第十四届全国结构风工程学术会议论文集（上册）[C];2009年

4 李寿科;李寿英;孙洪鑫;;随机风荷载作用下的结构风致响应精细化计算[A];第23届全国结构工程学术会议论文集（第Ⅰ册）[C];2014年

5 花炳灿;王国俭;汪从军;;麦莎台风作用下金茂大厦风荷载特性与风致响应研究[A];建筑结构（2009·增刊）——第二届全国建筑结构技术交流会论文集[C];2009年

6 李正农;李秋胜;郅伦海;陈伏彬;戴益民;吴玖荣;傅继阳;;多个地区风场和建筑结构风致响应的远程监控实测系统[A];第十三届全国结构风工程学术会议论文集（上册）[C];2007年

7 鲍侃袁;沈国辉;孙炳楠;楼文娟;;双曲冷却塔风致响应的理论研究[A];第十三届全国结构风工程学术会议论文集（下册）[C];2007年

8 谢壮宁;石碧青;倪振华;杜平;;深圳京基金融中心的风致响应及气动抗风措施研究[A];第十四届全国结构风工程学术会议论文集（上册）[C];2009年

9 周fE毅;顾明;黄友钦;商承志;黄鹏;;某挑篷结构风致振动分析[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文集[C];2007年

10 李正农;苏万林;刘艳萍;;高层建筑风致响应实测测点的优化布置研究[A];第十四届全国结构风工程学术会议论文集（下册）[C];2009年

中国博士学位论文全文数据库 前3条

1 章李刚;大型复杂建筑结构风致效应及等效静力风荷载研究[D];浙江大学;2013年

2 鲍侃袁;大型双曲冷却塔的风荷载和风致响应理论分析与试验研究[D];浙江大学;2009年

3 江勇;大跨柔性点支式幕墙及采光顶等效风荷载和风致响应研究[D];同济大学;2006年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 万鹏;桅杆结构考虑几何非线性效应的风致响应对比分析研究[D];广州大学;2015年

2 王兆旦;基于随机虚拟激励法的桥梁风致响应分析[D];西南交通大学;2016年

3 陆健;双曲线型冷却塔的风致响应分析[D];合肥工业大学;2013年

4 林鑌翔;厦门市信息文化传播中心高层建筑结构风致响应研究[D];厦门大学;2013年

5 李华峰;空间结构数值风洞模拟与流固耦合风致响应[D];上海交通大学;2008年

6 刘迅;基于健康监测的国家游泳中心风荷载和风致响应研究[D];哈尔滨工业大学;2009年

7 杨旺华;高层建筑风致响应及风荷载识别研究[D];湖南大学;2012年

8 王太龙;湖南某超高层建筑的风压特性及其风致响应研究[D];武汉轻工大学;2014年

9 黄明开;里兹方法在圆拱屋盖风致响应分析中的应用[D];汕头大学;2005年

10 朱一凡;双塔高层建筑风荷载与风致响应研究[D];浙江大学;2008年

  本文关键词：基于随机虚拟激励法的桥梁风致响应分析，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：360446