弧形钢闸门主框架动力稳定性的研究

摘要

结构失稳是钢结构破坏的重要形式.近年来结构动力失稳问题虽已有一些研究成果,但弧形钢闸门动力稳定性问题一直没有得以解决.在国内,从上个世纪60年代开始就有一些学者对弧形钢闸门动力稳定性这一问题进行研究.他们研究发现导致闸门失事的原因很多,但有两个共同特征值得注意:一是失事闸门全是因支臂丧失稳定导致破坏的,二是都在明显的动力荷载作用下发生破坏.目前的研究成果还不能定量的得出梁柱刚度比、水深等因素对弧门主框架动力稳定性的影响关系.因为,影响闸门动力稳定性的因素很复杂,诸如闸门的质量、刚度分布情况、固有频率、干扰力频率、流固耦合等等,这些因素都影响闸门的动力稳定性,所以,还需进一步对弧形钢闸门动力稳定性进行研究.论文的主要研究工作与成果如下:1.利用静力平衡法、有限元法对三种形式平面钢框架的静力稳定性问题进行分析,建立单柱概化平面框架(考虑各种边界约束及失稳模态)整体稳定性的计算通用模型,并给出了解析解和数值解.2.对弧形钢闸门主框架柱进行动力稳定性计算,在对平面刚架稳定性分析的基础上,根据弧门主框架柱的柱端约束条件,利用静力平衡法,分析了两端铰接杆在周期性变化的简谐荷载作用下的动力稳定性、两端铰接一端作用有弯矩的直杆在周期性变化的简谐荷载作用下的动力稳定性及纵向共振时结构的横向动力失稳区域.3.对弧形钢闸门主框架动力稳定性进行了分析,考虑了水深对框架固有频率的影响,并比较梁柱刚度比对弧门主框架动力稳定性的影响关系.

目录

文摘

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致谢

第一章绪论

§1.1选题的目的和意义

§1.2选题的依据

§1.3国内外研究历史及发展现状

§1.4研究内容

§1.5预期成果及新见解

第二章计算模型与计算假定

§2.1计算假定

§2-2计算模型

第三章弧形钢闸门静力稳定分析

§3.1概述

§3.2主横梁式门式刚架

§3.2.1计算模型

§3.2.2稳定方程

§3.3主横梁式П形刚架

§3.3.1原理及主要公式

§3.3.2计算程序及计算结果

§3.4多层V形刚架

第四章弧形钢闸门各构件动力稳定性分析

§4.1概述

§4.2两端铰接杆在周期性变化的简谐荷载作用下的动力稳定分析

§4.2.1动力不稳定区域的确定

§4.2.2两端铰接杆在周期性变化的简谐荷载作用下的动力稳分析

§4.3.纵向动荷载幅值P1与扰动频率θ关系式

§4.4两端铰接一端作用有弯矩的直杆在周期性变化的简谐荷载作用下的动力稳定

§4.4.1计算模型

§4.5纵向共振时结构的横向动力失稳区域

§4.5.1建立纵向与横向振动相互影响的微分方程式

§4.5.2纵向振动对动力不稳定区域的影响

第五章弧形钢闸门整体动力稳定性

第六章结论

参考文献

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