發(fā)布時間：2018-06-04 09:14

  本文選題：橋梁工程 + 幾何非線性　； 參考：《長安大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)》2017年02期

【摘要】：為解決大跨結(jié)構(gòu)支座類構(gòu)件在其接觸面發(fā)生特大相對滑移情況下的邊界非線性與結(jié)構(gòu)整體幾何非線性耦合效應(yīng)分析問題,基于平面桿系結(jié)構(gòu)有限元分析理論,提出適用于考慮動、靜摩阻力的大行程滑移支座全過程受力及變形特性非線性解決方法。完善可精確考慮軸力、彎矩耦合效應(yīng)的基于隨動坐標(biāo)系下總體拉格朗日列式(CR-TL)的全量梁柱理論,使其適用于一般結(jié)構(gòu)大位移條件下的快速幾何非線性分析;采用雙單元模式建立滑移支座非線性計算模型,優(yōu)化適合動、靜摩擦因數(shù)的滑動-停止判別條件;利用動態(tài)單元法、動態(tài)剛臂單元法及修正的主從節(jié)點(diǎn)法考慮大行程滑移支座滑動模擬過程中的支座斜置現(xiàn)象;建立符合支座滑動全過程受力特性的梁柱理論計算模式,并提出與之相適應(yīng)的求解非線性方程的變剛度法,以及適應(yīng)多支座體系協(xié)同工作模式的內(nèi)部折減系數(shù)法。研究結(jié)果表明:利用CR-TL全量梁柱理論進(jìn)行大跨斜拉橋結(jié)構(gòu)施工全過程分析時,在相同計算精度水平下,其計算效率可提高30%;當(dāng)采用不同支座模擬方式時,完全滑動及帶摩阻力滑動條件下的單支座與雙支座剛架結(jié)構(gòu)位移計算結(jié)果相差可達(dá)44%~55%;在車輛荷載作用下,大跨斜拉橋結(jié)構(gòu)主梁縱向位移及索塔偏位差達(dá)到10cm級別,顯著改變了結(jié)構(gòu)的響應(yīng)特征,提出的理論能夠?qū)崿F(xiàn)對同類工程問題的精細(xì)分析。
[Abstract]:In order to solve the problem of the coupling effect between boundary nonlinearity and geometric nonlinearity of long-span structural support members in the case of extraordinarily large relative slippage of their contact surfaces, the finite element analysis theory of plane bar structure is based on the theory of finite element analysis. A nonlinear solution for the whole process of load and deformation characteristics of large stroke sliding bearing is proposed, which is suitable for consideration of dynamic and static friction. The complete Liang Zhu theory based on the total Lagrangian series CR-TL in the following coordinate system can be considered accurately and the coupling effect of bending moment can be considered accurately, which makes it suitable for the fast geometric nonlinear analysis of general structures with large displacement. The nonlinear calculation model of sliding bearing is established by using the two-element model, and the sliding stop discriminant condition suitable for the dynamic and static friction coefficient is optimized, and the dynamic element method is used to determine the stability of the sliding bearing. The dynamic rigid-arm element method and the modified master-slave node method take into account the oblique phenomenon of the bearing in the simulation process of the large-stroke sliding bearing, and establish the Liang Zhu theoretical calculation model, which accords with the mechanical characteristics of the whole sliding process of the bearing. The variable stiffness method for solving nonlinear equations and the internal reduction coefficient method for cooperative working mode of multi-support system are proposed. The results show that the calculation efficiency can be improved by 30% under the same precision level when the whole construction process of the long-span cable-stayed bridge is analyzed by using the CR-TL total Liang Zhu theory, and when different bearing simulation methods are adopted, Under the condition of complete sliding and sliding with friction resistance, the difference between the displacement calculation results of single support and double support rigid frame structure can reach 44% and 55%. Under the action of vehicle load, the longitudinal displacement of the main beam and the deviation of cable tower of long span cable-stayed bridge can reach 10cm grade. The response characteristics of the structure are changed significantly, and the theory presented can realize the fine analysis of similar engineering problems.
【作者單位】： 長沙理工大學(xué)橋梁工程湖南省高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;長沙理工大學(xué)土木與建筑學(xué)院;
【基金】：國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51678070,51678068) 橋梁工程湖南省高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放基金項(xiàng)目(13KA03) 國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃(“九七三”計劃)項(xiàng)目(2015CB 057706) 湖南省教育廳科研項(xiàng)目(10K006)
【分類號】：U441

【參考文獻(xiàn)】

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【共引文獻(xiàn)】

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【二級參考文獻(xiàn)】

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【相似文獻(xiàn)】

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本文編號：1976824