大跨度張弦梁結(jié)構(gòu)索力檢測方法研究.pdf

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

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，并對方法的適用性等問題進行了討論。 4．通過在結(jié)構(gòu)上附加靜力荷載引起附加靜態(tài)位移，將問題轉(zhuǎn)化為通過實測位移然后推算施工完畢階段索的索力。依據(jù)此思路，共提出三種方法進行相互補充和驗證。 ◆基于節(jié)點靜力平衡法則，通過實測位移和索力增量推算索力。 ◆通過分析張弦梁結(jié)構(gòu)整體受力特點，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。運用反問題求解

3、方法正則化法，將問題轉(zhuǎn)化為通過實測結(jié)構(gòu)位移進行反求結(jié)構(gòu)整體剛度，進而識別出索力。編制了通用有限元計算程序，并通過數(shù)值模擬算例對方法應(yīng)用的識別精度、穩(wěn)定性、附加位移選取等問題進行了討論。 ◆為簡化識別模型，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。利用非線性識別問題全局最優(yōu)解法——改進遺傳算法，將問題轉(zhuǎn)化為通過實測結(jié)構(gòu)位

4、移進行反求拉索剛度，進而識別出索力。編制了通用有限元計算程序，數(shù)值模擬算例驗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，首先選擇張弦梁結(jié)構(gòu)邊索段為研究對象，建立了能夠考慮抗彎剛度和邊界條件影響的索振動分析模型，并推導(dǎo)得到相應(yīng)頻率方程?；陬l率方程，進行數(shù)值迭代計算，研究了索的抗彎剛度和邊界條件對拉索振動的影響規(guī)律。并通過算例討論了迭代求解的誤差敏感性問題。 6．基于對頻率方程的數(shù)值迭代分析和曲線擬合，提出