體外預應力簡支鋼梁自振頻率研究.pdf

1、體外預應力技術是后張法預應力施工技術的重要組成，屬于無粘結預應力的一種。對于體外預應力結構工程而言，結構自振特性關系到結構的健康安全。但體外預應力結構的自振特性研究是一個復雜的問題，現(xiàn)有研究主要集中在混凝土梁領域，且試驗現(xiàn)象與理論分析之間尚存在一些分歧，不同理論之間關于預應力參數對結構自振頻率的作用規(guī)律未能統(tǒng)一，而體外預應力鋼梁自振頻率研究更是鮮有涉及。
　　為探究預應力參數對體外預應力鋼梁自振頻率的作用規(guī)律，正確識別結構動力特性

2、，本文針對現(xiàn)有研究的不足之處，從鋼結構中預應力系統(tǒng)作用機理的角度出發(fā)，依據預應力拉索的布索特點，分別探究直線型布索、直線耦合型布索及單折線型布索三種布索方式的預應力簡支鋼梁自振頻率與預應力參數之間關系，運用結構動力學理論對上述三種體外預應力鋼梁的自振頻率進行理論研究，統(tǒng)一理論計算與已有試驗結論；采用有限元軟件 ANSYS對理論分析結果進行驗證；以現(xiàn)有典型試驗模型為算例，探討不同公式的計算結果。具體工作及成果如下：
　?。?）對預應

3、力系統(tǒng)的作用機理作簡要闡述，基于作用機理建立直線型布索、直線耦合型布索及單折線型布索三種布索方式的預應力簡支梁模型；采用能量法分析上述三種模型，列出振動方程，推導各布索方式下預應力簡支鋼梁自振頻率計算公式。根據公式，預應力對預應力鋼梁頻率的作用規(guī)律與布索方式相關，即直線型布索預應力鋼梁自振頻率隨預應力增大而減小，直線耦合型布索預應力鋼梁自振頻率隨預應力增大而增大，單折線型布索預應力鋼梁自振頻率隨預應力增大而減小；鋼梁頻率隨偏心距及拉索截

4、面積的增大而增大。
　?。?）采用有限元分析軟件ANSYS建立三種布索方式的預應力簡支鋼梁模型，分別研究體外預應力簡支鋼梁中預應力大小、偏心距及拉索截面對鋼梁一階頻率的影響，驗證理論計算結果。結果表明，本文頻率計算公式得出的結果與有限元結果吻合，能夠為工程應用提供一定參考。
　?。?）介紹剛度修正法、非線性計算法及等效剛度法三種主要的鋼梁頻率計算方法，以有限元分析結果及典型頻率試驗結果為基準，分別得到包括本文方法在內的四種頻