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混凝土简支梁动力特性分析

作　者: 孙维丰
导　师: 张献民
学　校: 河北工业大学
专　业: 结构工程
关键词: 混凝土 简支梁桥 附加荷载 承载力 健康状况
分类号: TU375.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2002年
下　载: 313次
引　用: 2次
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内容摘要


钢筋混凝土梁桥结构的现状以及其承载能力如何正确评定的问题，一直是当今工程实践面临且始终未能很好解决的课题。静载试验是目前检验钢筋混凝土结构桥梁极限承载能力的主要方法，但存在耗资巨大，而且需要大量人力物力和时间；为了获得结构的承载能力，不得不对被试验构件施加较大的荷载，甚至使其破坏，造成巨大浪费；并且有时特定条件下，难以实施静载试验。如在桥梁静载测试过程中，需要中断交通，对于普通的简支梁桥，一般需要中断交通3至5个小时，对于交通要道，中断交通如此长的时间所带来的交通问题是不可想象的。因此研究快速有效的动态测定钢筋混凝土结构极限承载力的理论方法和技术，就显得尤为重要。结构在各种激励下的动力响应是其整体状态的一种量度。当结构的质量、刚度、和阻尼特性因结构损伤而发生任何变化，其振动响应也必将发生变化，而这些变化是可以通过振动测试方法量测得到的。国内外在90年代初已经开始这一方面的研究，并得出了一些有意义的结论。本文针对常遇的钢筋混凝土简支梁，利用杆件结构有限元动力分析计算，并编制了Matlab程序，建立了简支梁附加荷载动力分析数学模型。通过模型梁试验，建立起简支梁在附加荷载作用下振动特性与破损模态之间的关系。研究了不同附加荷载下混凝土梁的频率变化规律，及通过对钢筋混凝土梁进行不同荷载等级下静载和动载的交替试验，研究了混凝土梁从完整到破坏的频率变化规律。建立了由频率和附加荷载等级关系的经验公式进行非线性外推承载力的数学模型，提出了附加荷载振动测试钢筋混凝土梁健康状况和承载能力的新技术。

全文目录


第一章 绪论  8-13
  §1-1 引言  8-9
  §1-2 桥梁承载力评定方法的发展  9-10
  §1-3 桥梁承载力动态法评估的现状及特点  10-12
  §1-4 本论文主要研究内容  12-13
第二章 桥梁的振动分析  13-22
  §2-1 引言  13
  §2-2 影响桥梁振动的因素  13
  §2-3 桥梁的振动分析  13-21
    2-3-1 桥梁的固有振动  13-15
    2-3-2 简支梁桥在移动车辆荷载下的强迫振动  15-17
    2-3-3 含裂缝的桥梁振动分析  17-20
    2-3-4 算例分析  20-21
  §2-4 本章小结  21-22
第三章 振动测试与动态分析基础知识  22-30
  §3-1 振动测试与动态分析技术中的主要理论方法  22-24
  §3-2 信号系统分析基础  24-29
    3-2-1 傅里页变换及其性质  24-25
    3-2-2 脉冲函数与梳状函数  25-27
    3-2-3 连续信号的离散化与采样定理  27-28
    3-2-4 泄漏效应与窗函数  28-29
  §3-3 本章小结  29-30
第四章 静载作用下结构非线性特征计算机实现过程  30-34
  §4-1 计算基本假定  30-31
  §4-2 计算机实现方法  31-32
  §4-3 计算结果分析  32-34
第五章 混凝土简支梁桥附加荷载作用有限元分析  34-55
  §5-1 引言  34
  §5-2 有限元程序基本理论介绍  34-36
    5-2-1 刚度法多自由度体系振动微分方程的推导  34-35
    5-2-2 固有频率与振型的计算  35-36
  §5-3 附加荷载动态法公式的建立  36-54
    5-3-1 附加荷载动态法的提出  36
    5-3-2 动力参数选择  36
    5-3-3 附加荷载大小的选择  36
    5-3-4 简支梁附加荷载动态公式确定  36-54
  §5-4 本章小结  54-55
第六章 钢筋混凝土简支梁模型试验研究  55-62
  §6-1 试验概要  55-57
    6-1-1 试验模型介绍  55
    6-1-2 试验步骤  55
    6-1-3 试验仪器安装  55-57
  §6-2 振动信号的采集和试验数据整理  57-62
    6-2-1 试验信号分析  57-60
    6-2-2 试验数据整理  60-62
第七章 试验结果分析  62-69
  §7-1 附加荷载试验结果分析  62
  §7-2 简支梁破损模态动静试验对比分析  62-63
  §7-3 简支梁破损模态振动公式确定  63-65
  §7-4 附加荷载法混凝土简支梁承载能力评定  65-67
  §7-5 附加荷载法混凝土简支梁健康状况判定  67-68
  §7-6 本章小结  68-69
第八章 结论和建议  69-72
  §8-1 结论  69
  §8-2 建议  69-72

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中图分类: > 工业技术 > 建筑科学 > 建筑结构 > 混凝土结构、钢筋混凝土结构 > 钢筋混凝土结构 > 梁
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