橋梁風(fēng)致響應(yīng)的數(shù)值模擬.pdf

1、隨著現(xiàn)代材料、施工技術(shù)和設(shè)計(jì)理論的發(fā)展和電子計(jì)算機(jī)的普遍應(yīng)用，新型結(jié)構(gòu)不斷涌現(xiàn)。這些結(jié)構(gòu)自重越來(lái)越輕、體型越來(lái)越柔、阻尼越來(lái)越小，體系對(duì)風(fēng)載作用也越來(lái)越敏感。在最近的二三十年，我國(guó)建設(shè)了許多各式各樣的結(jié)構(gòu)新穎獨(dú)特的橋，除了跨度有不斷增大的趨勢(shì)外，更多的橋則是為了景觀需要而在結(jié)構(gòu)形式上有了大膽的突破。這些改變使風(fēng)對(duì)橋梁的作用也越來(lái)越顯著，風(fēng)荷載已經(jīng)是橋梁設(shè)計(jì)必須關(guān)注的問(wèn)題。由于橋梁易受風(fēng)荷載的影響，從經(jīng)濟(jì)及安全的角度都有必要進(jìn)行風(fēng)響應(yīng)分析

2、。 本文簡(jiǎn)要敘述了橋梁抗風(fēng)分析研究的背景以及橋梁風(fēng)致響應(yīng)的基本研究方法。對(duì)近地風(fēng)荷載的特性進(jìn)行詳細(xì)地研究，并對(duì)脈動(dòng)風(fēng)風(fēng)速時(shí)程進(jìn)行模擬，在有限元框架中實(shí)現(xiàn)風(fēng)荷載作用下橋梁結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)分析。 研究了近地風(fēng)的有關(guān)特性，包括風(fēng)的組成、平均風(fēng)風(fēng)速剖面的特性以及脈動(dòng)風(fēng)風(fēng)速的特性等。基于脈動(dòng)風(fēng)速功率譜密度函數(shù)，分別利用了時(shí)間序列多維AR自回歸模型和諧波合成法來(lái)模擬近地風(fēng)。基于Matlab平臺(tái)編制了多點(diǎn)風(fēng)速時(shí)程模擬程序，并對(duì)模擬結(jié)果進(jìn)

3、行了譜分析以驗(yàn)證程序的正確性。 基于計(jì)算流體力學(xué)原理，根據(jù)橋梁的條帶性假設(shè)，建立橋梁斷面的二維模型，獲得三分力系數(shù)隨攻角變化的規(guī)律?；谛拚腄avenport抖振力方程，將作用在橋梁上的風(fēng)荷載轉(zhuǎn)化為時(shí)域中各時(shí)間點(diǎn)上的力，即轉(zhuǎn)化為作用在各節(jié)點(diǎn)上的力時(shí)程。利用上述方法在ANSYS中模擬丹拉海河大橋主梁在風(fēng)荷載作用下的風(fēng)致響應(yīng)，并比較計(jì)算結(jié)果和風(fēng)洞試驗(yàn)結(jié)果，驗(yàn)證了本文方法的正確性及可實(shí)現(xiàn)性。 最后，對(duì)天津市海河某大橋進(jìn)行風(fēng)致