基于特征參量分析的工程結構設計方法研究.pdf

1、鄭州大學博士學位論文基于特征參量分析的工程結構設計方法研究姓名：吳澤玉申請學位級別：博士專業(yè)：水工結構工程指導教師：王復明；王東煒201204摘要4567為同類工程的施工圖設計提供了重要的參考依據(jù)。提出了“節(jié)點核芯區(qū)振型參與度”的基本概念，并藉此進行梁柱節(jié)點核芯區(qū)力學性能的研究。研究表明：隨著梁跨高比和柱剪跨比的增大，各振型節(jié)點核芯區(qū)振型系數(shù)參與度逐漸減小，且現(xiàn)有設計規(guī)范中關于適中柱和普通梁的判別值是較為保守的。利用等效荷載法求預應力對

2、頻率影響，推導出直線型、折線型和曲線型預應力效應動力學方程式，并給出有限元法求預應力對頻率影響的一般計算過程，得到了預應力對頻率影響的一般規(guī)律。鑒于Pushover方法的簡單性和可行性，提出了多模態(tài)自適應Pushover方法(mIAPM)。本方法不僅能克服傳統(tǒng)Pushover方法的缺陷，而且給出了某方向參與計算振型數(shù)確定的一般方法、以及根據(jù)頻率間的相關程度，選用SRSS法和CQC方法進行組合，為結構性態(tài)設計提供理論準備。考慮豎向地震作用

3、的橋梁高墩Pdelta效應的能量求解法。與其它方法相比，能量法較為簡單，且能考慮豎向地震作用，推導出的通用公式可以直接為類似結構采用。本方法值得在工程實踐中推廣使用。論文主要創(chuàng)新點：1提出了基于頻率分析的結構概念設計和構造設計新方法利用等效荷載法推導出直線筋、折線筋和曲線筋動力學方程式，并給出有限元法求預應力對頻率影響的一般計算過程，得到預應力對頻率影響的一般規(guī)律。給出了高聳塔式結構基本頻率調(diào)整的一般原則，即提高結構的基本頻率應以降低上

4、部結構的質(zhì)量、增大下部結構的剛度為主。通過分析，得到了結構剪力墻數(shù)量和厚度、樓板厚度、重心高度及斜撐高度和角度等因素對結構頻率的影響規(guī)律。2提出了基于振型分析的結構概念設計和構造設計新方法將振型區(qū)分為對結構有利的和不利的振型；推導出了基于振型坐標基的結構位移、應力和應變分解公式；給出了分解公式所需振型數(shù)的三種判別式。進而通過對結構有效質(zhì)量參與系數(shù)的分析與控制，提前對結構反應有利的振型階次，推遲對結構反應不利的振型階次，實現(xiàn)指導結構概念設