隨著城市化的加快及人們對綠色生態(tài)環(huán)境需求的逐步提高,雖然在國內外已有很多工程種植了大型喬木,獲得了很好的環(huán)境和社會效益,但是未有關于喬木-結構系統(tǒng)耦合振動機理的研究,風荷載作用下（尤其在強風作用下）大型喬木對結構振動的影響研究鮮有涉及。因此結合廣州白云國際機場擴建項目交通樞紐中心大型喬木綠化工程存在大型喬木-結構耦合風致振動問題,開展大型喬木-結構系統(tǒng)的耦合振動機理。風振作用下大型喬木與結構的荷載傳遞方式,把土體等效為水平和轉動彈簧阻尼單元,提出大型喬木-結構的計算簡化模型,并舉了兩個算例用MATLAB計算分析考慮SSI效應的地震動響應分析來驗證土體等效彈簧阻尼單元的精確性;基于土體的等效方法及軟件ABAQUS建立了單株大型喬木-樹池結構三維實體有限元模型,分析大型喬木變形情況、彈簧阻尼單元響應和樹池結構的內力;從單株大型喬木-樹池結構模型到建立16棵大型喬木群區(qū)域整體框架結構模型,針對16棵喬木群整體框架結構分別建立了五種模型進行模態(tài)和響應分析對比,進一步對大型喬木-框架結構風致耦合振動力學響應分析。此研究成果可以為大型喬木-框架結構風致耦合分析提供合理的簡化設計作為參考和技術支撐。... 

【文章來源】：廣州大學廣東省

【文章頁數(shù)】：170 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 課題背景
    1.2 SSI效應研究歷史和發(fā)展
    1.3 喬木風振力學機理研究現(xiàn)狀
        1.3.1 喬木模型
        1.3.2 喬木風振
    1.4 現(xiàn)階段喬木類屋頂綠化建筑存在的問題
    1.5 本課題主要研究內容與意義
第二章 考慮SSI效應的等效單自由度體系驗證
    2.1 引言
    2.2 等效單自由度體系
        2.2.1 不考慮SSI效應的等效單自由度體系
        2.2.2 考慮SSI效應的等效單自由度體系
        2.2.3 修正的水平地震影響系數(shù)
    2.3 矩形基礎的近似動力剛度
    2.4 等效SDOF線彈性體系的精確性驗證
    2.5 SSI體系等效SDOF體系的影響參數(shù)
        2.5.1 上部結構剛重比的影響分析
        2.5.2 不同場地土剪切波速的影響分析
    2.6 本章小結
第三章 單株喬木-樹池結構風振耦合分析
    3.1 ABAQUS簡介
    3.2 喬木材料本構
    3.3 鋼筋混凝土本構關系
    3.4 樹干建模方式驗證
        3.4.1 建模方式概述
            3.4.1.1 單元類型選取
            3.4.1.2 彈簧阻尼單元參數(shù)設置
            3.4.1.3 模型建立
        3.4.2 模型驗證
    3.5 單株喬木-樹池結構模型建立
        3.5.1 樹冠風荷載時程模擬
            3.5.1.1 樹冠迎風面積與風荷載作用點
            3.5.1.2 風荷載時程模擬
        3.5.2 網(wǎng)格尺寸選取
        3.5.3 大型喬木模型
        3.5.4 喬木-樹池結構模型
    3.6 參數(shù)影響分析
        3.6.1 土壤類別及樹冠形式
            3.6.1.1 樹干側向位移和加速度
            3.6.1.2 應力云圖
            3.6.1.3 彈簧阻尼單元響應
            3.6.1.4 樹池結構截面內力
        3.6.2 樹干高度
            3.6.2.1 樹干側向位移和加速度
            3.6.2.2 應力云圖
            3.6.2.3 彈簧阻尼單元響應
            3.6.2.4 樹池結構截面內力
        3.6.3 不同風速
            3.6.3.1 樹干側向位移和加速度
            3.6.3.2 應力云圖
            3.6.3.3 彈簧阻尼單元響應
            3.6.3.4 樹池結構截面內力
        3.6.4 材料彈性常數(shù)比值
            3.6.4.1 樹干側向位移和加速度
            3.6.4.2 應力云圖
            3.6.4.3 彈簧阻尼單元響應
            3.6.4.4 樹池結構截面內力
    3.7 本章小節(jié)
第四章 大型喬木-框架結構風振耦合分析
    4.1 材料本構
    4.2 單元選取
    4.3 大型喬木等效SDOF
    4.4 大型喬木-土壤阻尼比的定義
    4.5 大型喬木-框架結構整體模型建立
        4.5.1 五種整體模型建立
        4.5.2 風荷載輸入
        4.5.3 五種模型結果對比
            4.5.3.1 模態(tài)分析
            4.5.3.2 位移加速度響應對比
    4.6 分析工況的設置
    4.7 各個參數(shù)對兩種喬木-框架結構模型的影響規(guī)律及對比
        4.7.1 土壤類別和樹冠形式對框架結構動力響應的影響規(guī)律及對比
        4.7.2 喬木阻尼比對框架結構動力響應的影響規(guī)律及對比
        4.7.3 樹干直徑對框架結構動力響應的影響規(guī)律及對比
        4.7.4 喬木彈性常數(shù)比值對框架結構動力響應的影響規(guī)律及對比
    4.8 本章小節(jié)
第五章 結論與展望
    5.1 主要研究結論
    5.2 展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文情況


【參考文獻】：
期刊論文
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[2]根土相互作用關系對樹干振動特性的影響[J]. 陶嗣巍,趙東.  南京林業(yè)大學學報(自然科學版). 2013(06)
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[4]土-結構相互作用對消能減震結構動力特性的影響[J]. 王海,鞠三,劉偉慶,王曙光,杜東升,李昌平.  南京工業(yè)大學學報(自然科學版). 2012(05)
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博士論文
[1]樹木風振特性試驗研究與有限元分析[D]. 陶嗣巍.北京林業(yè)大學 2013
[2]不同寬度楊樹農(nóng)田防護林帶樹冠結構特征[D]. 趙東.河南農(nóng)業(yè)大學 2011
[3]馬尾松樹木力學建模及在冰雪荷載下應力分析[D]. 宮曉芳.北京林業(yè)大學 2009
[4]基于SSI及非線性土體反應的新型分布式隔震系統(tǒng)研究[D]. 熊偉.湖南大學 2009
[5]林木根系與均質土間相互物理作用機理研究[D]. 宋維峰.北京林業(yè)大學 2006

碩士論文
[1]白云機場擴建交通中心大型喬木-樹池節(jié)點風振動力響應分析[D]. 黎良輝.廣州大學 2018
[2]新疆楊風致隨機振動的研究[D]. 吳康.北京林業(yè)大學 2013
[3]新疆楊在風荷載作用下的應力應變分析[D]. 崔云靜.北京林業(yè)大學 2011
[4]屋頂花園設計與適宜技術[D]. 王慶.重慶大學 2007
[5]無損檢測方法評估人工林楊樹木材性質的研究[D]. 王莉娟.北京林業(yè)大學 2005



本文編號：2958958