一般拱结构在静载条件下地震激励响应

一般拱结构在静载条件下地震激励响应

论文摘要

论文依据哈密尔顿原理,推导了考虑初始轴力影响条件下一般拱结构的振动控制方程以及在考虑初始恒载引起的较大轴向力影响条件下计算活载内力的基本方程,并在推导的拱结构基本方程的基础上,依据Frobenius方法求解微分方程的原理,建立求解拱结构问题的有限元计算程序,利用作者编写的程序以两端固定的钢管砼拱为例,计算并分析各种情况下的拱结构的静载内力、拱结构的振动频率及拱结构在地震作用下的结构响应。本文从拱结构的基本方程出发精确计算拱结构问题,同时考虑拱结构的压缩变形和弯曲变形,避免了规范中按弹性中心法简化计算带来的误差。论文建立的程序可以精确分析不同拱型、初始荷载、不同的地震输入对拱结构静力和动力性能的影响,可以为拱结构的精确计算及设计提供依据。利用本程序建立的单元刚度阵和其他结构的单元刚度阵结合后可以精确计算含有拱单元的复杂结构问题。论文中公式推导和计算方法可以为特殊结构的公式推导和精确计算提供参考。

论文目录

  • 第一章 绪论
  • 第一节 拱结构的应用及拱结构研究的特点
  • 第二节 拱结构研究进展
  • 第三节 拱结构在建筑中的应用和研究情况
  • 第四节 论文研究的内容和意义
  • 第二章 公式推导和理论依据
  • 第一节 拱结构平面内静力平衡基本方程
  • 第二节 初始轴力影响条件下拱结构基本动力方程的推导
  • 第三节 大跨度拱结构活载内力基本计算公式的推导
  • 第四节 基本方程的展开
  • 第五节 FROBENIUS基本原理
  • 第六节 方程的求解
  • 第七节 不同拱轴线条件下坐标系统的建立及基本方程中相应参数的表达式
  • 第八节 有限元算法的有关规定及程序特点
  • 第九节 钢管硅结构的基础理论
  • 第三章 拱结构的静力分析
  • 第一节 静力计算的程序和步骤
  • 第二节 计算结果检验
  • 第三节 计算工况
  • 第四节 静力计算结果及分析
  • 第四章 拱结构的动力分析
  • 第一节 动力求解的原理和过程
  • 第二节 计算工况
  • 第三节 自由振动计算结果及分析
  • 第四节 恒载影响下振动计算结果及分析
  • 第五章 拱结构的地震响应及分析
  • 第一节 多重支座激励条件下的振型迭加法
  • 第二节 Laplace变换基本理论
  • 第三节 利用LAPLACE变换方法求解拱结构支座激励响应的基本原理
  • 第四节 工程实例及计算结果分析
  • 第六章 结束语
  • 参考文献
  • 硕士期间发表的科技论文
  • 致谢
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