伊拉克电视桅杆工作机理与静力、动力参数的研究

摘要

桅杆结构是由柔软的纤绳和细长的杆身组成，其大变形及强非线性使得动力特性十分复杂。在正常设计、建造情况下桅杆破坏发生的比例之高在土木建筑中是罕见的。原因在于其复杂的工作机理尚未完全揭示。本文基于非线性有限元理论，首次应用SAP2000有限元分析软件，建立了桅杆的非线性动力计算模型。该桅杆模型应用梁索有限元分析方法精确地计入了纤绳的非线性、杆身的二阶矩效应，较真实地反应了桅杆的动力特性。本文以在建的伊拉克电视桅杆为工程背景，根据当地条件计算风荷载参数，应用所建模型，分析研究该结构的静力、动力参数。并且研究在初始条件发生变化时的最佳设计组合，为该结构的校验提供一定的理论依据。同时，本文对桅杆结构的分析与计算方法作了一些有益的探索和研究，希望能为进一步的研究提供参考。关键词：桅杆结构 纤绳非线性、二阶矩 非线性计算模型 工作机理 静力参数　动力参数

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第一章绪论

1.1前言

1.2本课题的研究背景

1.3 国内外的研究现状

1.4本文的主要工作

第二章桅杆结构的基本静力、动力特性及工作机理

2.1前言

2.2纤绳计算基本理论

2.2.1纤绳静力模型

2.2.2纤绳静力基本方程

2.2.3纤绳的非线性方程

2.2.4三方纤绳计算

2.2.5小结

2.3杆身计算基本理论(弹性支座连续梁法)

2.3.1基本概念

2.3.2杆身计算公式

2.3.3桅杆杆身内力计算

2.4纤绳自振特性

2.4.1纤绳模型

2.4.2纤绳自由振动理论

2.4.3纤绳的刚度

2.4.4桅杆体系空间动力刚度

2.5杆身自振特性

2.5.1杆身力学模型

2.5.2迭代法求解杆身的自由振动

第三章桅杆结构的非线性有限元建模

3.1桅杆结构的静力计算模型

3.2桅杆结构的动力计算模型

3.2.1线性化计算模型

3.2.2非线性计算模型

3.3本文非线性有限元计算模型的建立

3.3.1前言

3.3.2计算原理

3.3.3建模处理方法

3.4伊拉克电视桅杆计算实例

3.4.1基本资料

3.4.2结构计算

3.5几种模型的计算结果比较(两层纤绳算例)

3.6几种模型的计算结果比较(六层纤绳算例)

第四章桅杆结构静力动力参数研究

4.1前言

4.2桅杆结构的静力参数研究

4.2.1纤绳初应力对桅杆结构受力性能的影响

4.2.2纤绳的倾角变化对桅杆结构受力性能的影响

4.2.3纤绳层数对桅杆受力性能的影响

4.3杆身二阶矩对结构的影响

4.4桅杆结构的动力参数研究

4.4.1杆身的动力参数研究

4.4.2纤绳的动力参数的研究

第五章结论与展望

5.1结论

5.2后期工作展望

致谢

参考文献

个人简历 在校期间发表的学术论文与科研成果