大跨度張弦梁結(jié)構(gòu)索力檢測(cè)方法研究.pdf

1、本文研究工作以目前應(yīng)用廣泛且結(jié)構(gòu)形式簡(jiǎn)單的張弦梁結(jié)構(gòu)為研究對(duì)象，結(jié)合解析及數(shù)值方法，對(duì)大跨度索屋蓋結(jié)構(gòu)中的索力檢測(cè)問(wèn)題進(jìn)行了探索性的研究，主要完成工作如下。 1.闡述了本文的研究背景及意義，綜合國(guó)內(nèi)外研究成果，總結(jié)了多種索力檢測(cè)方法，并對(duì)各方法的原理、適用范圍以及索力檢測(cè)中尚存在的問(wèn)題進(jìn)行了討論。 2．闡述了張弦梁結(jié)構(gòu)的基本概念、特點(diǎn)、應(yīng)用與研究現(xiàn)狀。 3．根據(jù)靜定張弦梁結(jié)構(gòu)的力學(xué)特征，結(jié)合現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)及節(jié)點(diǎn)靜力

2、平衡法則，提出了一種估算靜定張弦梁結(jié)構(gòu)下弦拉索索力的方法，并對(duì)方法的適用性等問(wèn)題進(jìn)行了討論。 4．通過(guò)在結(jié)構(gòu)上附加靜力荷載引起附加靜態(tài)位移，將問(wèn)題轉(zhuǎn)化為通過(guò)實(shí)測(cè)位移然后推算施工完畢階段索的索力。依據(jù)此思路，共提出三種方法進(jìn)行相互補(bǔ)充和驗(yàn)證。 ◆基于節(jié)點(diǎn)靜力平衡法則，通過(guò)實(shí)測(cè)位移和索力增量推算索力。 ◆通過(guò)分析張弦梁結(jié)構(gòu)整體受力特點(diǎn)，建立使用階段張弦梁結(jié)構(gòu)各構(gòu)件內(nèi)力與有限元求解整體剛度矩陣的相關(guān)關(guān)系。運(yùn)用反問(wèn)題求解

3、方法正則化法，將問(wèn)題轉(zhuǎn)化為通過(guò)實(shí)測(cè)結(jié)構(gòu)位移進(jìn)行反求結(jié)構(gòu)整體剛度，進(jìn)而識(shí)別出索力。編制了通用有限元計(jì)算程序，并通過(guò)數(shù)值模擬算例對(duì)方法應(yīng)用的識(shí)別精度、穩(wěn)定性、附加位移選取等問(wèn)題進(jìn)行了討論。 ◆為簡(jiǎn)化識(shí)別模型，從張弦梁整體結(jié)構(gòu)中只隔離出與拉索受力相關(guān)的構(gòu)件作為研究對(duì)象?；谟邢拊椒?，建立只與拉索索力有關(guān)的剛度矩陣，將與拉索相關(guān)的其它構(gòu)件力作為拉索的外荷載輸入。利用非線性識(shí)別問(wèn)題全局最優(yōu)解法——改進(jìn)遺傳算法，將問(wèn)題轉(zhuǎn)化為通過(guò)實(shí)測(cè)結(jié)構(gòu)位

4、移進(jìn)行反求拉索剛度，進(jìn)而識(shí)別出索力。編制了通用有限元計(jì)算程序，數(shù)值模擬算例驗(yàn)證了方法的可行性及數(shù)值穩(wěn)定性。 5．分析張弦梁結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)，首先選擇張弦梁結(jié)構(gòu)邊索段為研究對(duì)象，建立了能夠考慮抗彎剛度和邊界條件影響的索振動(dòng)分析模型，并推導(dǎo)得到相應(yīng)頻率方程?；陬l率方程，進(jìn)行數(shù)值迭代計(jì)算，研究了索的抗彎剛度和邊界條件對(duì)拉索振動(dòng)的影響規(guī)律。并通過(guò)算例討論了迭代求解的誤差敏感性問(wèn)題。 6．基于對(duì)頻率方程的數(shù)值迭代分析和曲線擬合，提出