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工程結(jié)構(gòu)分析論文范文第1篇

1檢測技術(shù)

傳統(tǒng)的檢測手段(如人工目測)和無損檢測技術(shù)(如超聲波、聲發(fā)射、x-射線等)均是結(jié)構(gòu)局部損傷的檢測方法，難以預(yù)測預(yù)報(bào)結(jié)構(gòu)整體的性能退化，無法實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的健康監(jiān)測和損傷診斷。一個(gè)不可忽略的事實(shí)是：結(jié)構(gòu)損傷的出現(xiàn)勢必導(dǎo)致結(jié)構(gòu)性能參數(shù)(如剛度、頻率、阻尼或質(zhì)量)的變化，如果這種變化能夠很好的被檢測和分類的話，就可以用來進(jìn)行結(jié)構(gòu)損傷診斷與健康監(jiān)測，顯然。這是整體的檢測方法。

1.1整體結(jié)構(gòu)監(jiān)測

整體結(jié)構(gòu)監(jiān)測的主要內(nèi)容包括沉降觀測，位移觀測、撓度觀測、裂縫觀測和振動(dòng)觀測等。每一種建筑物的觀測內(nèi)容，應(yīng)根據(jù)建筑物的具體情況和實(shí)際要求綜合確定測量項(xiàng)目。健康監(jiān)測方法與測量儀器的發(fā)展密切相關(guān)。目前，GPS定位技術(shù)已經(jīng)在區(qū)域性變形觀測和大型工程變形監(jiān)測中應(yīng)用，并具有實(shí)時(shí)、連續(xù)、自動(dòng)監(jiān)測的優(yōu)點(diǎn)，甚至與遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測與決策智能化。監(jiān)測的準(zhǔn)確性取決于監(jiān)測方案的科學(xué)性、監(jiān)測點(diǎn)布置的合理性及測量儀器的精確度。

結(jié)構(gòu)監(jiān)測的方法可分為四類：(1)空間域方法，(2)模態(tài)域方法，(3)時(shí)域方法，(4)頻域方法。其中空間域方法是根據(jù)質(zhì)量、阻尼和剛度矩陣的改變來檢測和確定損傷位置I模態(tài)域方法根據(jù)自振頻率、模態(tài)阻尼比和模態(tài)振型的改變來檢測損傷；在時(shí)域方法中。系統(tǒng)參數(shù)通過在一定時(shí)間內(nèi)采樣的數(shù)據(jù)來直接確定，精度較高，但很費(fèi)時(shí)，在頻域方法中，模態(tài)參數(shù)如自振頻率、阻尼比和振型等是確定的，譜分析和頻率響應(yīng)函數(shù)被廣泛應(yīng)用。上述方法各有其優(yōu)缺點(diǎn)。如頻域方法和模態(tài)域方法使用轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換存在誤差和噪聲。在空間域方法中，質(zhì)量和剛度矩陣的建模與修正還存在問題，并且難以精確。將兩三種方法結(jié)合起來檢測和評估結(jié)構(gòu)的損傷具有很強(qiáng)的發(fā)展趨勢，比如將靜載測試和模態(tài)測試的數(shù)據(jù)結(jié)合起來診斷損傷，這樣可以克服各自方法的缺點(diǎn)并相互檢查。與損傷檢測的復(fù)雜性相適應(yīng)。

1.2結(jié)構(gòu)性能的檢測

結(jié)構(gòu)性能的檢測是可靠性鑒定工作中的重要環(huán)節(jié)，內(nèi)容一般有結(jié)構(gòu)材料的力學(xué)性能檢測、結(jié)構(gòu)的構(gòu)造措施檢測、結(jié)構(gòu)構(gòu)件尺寸和鋼筋位置及直徑的檢測、結(jié)構(gòu)及構(gòu)件的開裂和變形情況檢測等。

1.2.1混凝土結(jié)構(gòu)

混凝土強(qiáng)度及缺陷的檢測技術(shù)目前得到了廣泛的應(yīng)用和發(fā)展，分為非破損檢測技術(shù)和局部破損檢測技術(shù)。由于非破損檢測技術(shù)具有適用性強(qiáng)、可連續(xù)大面積測試、不破壞結(jié)構(gòu)且能獲得破壞試驗(yàn)不能獲得的信息(如內(nèi)部孔洞、疏松、不均勻性等)等特點(diǎn)，因此，一般情況下，均采用非破損檢測技術(shù)(但檢測結(jié)果的精確度較差)。到目前為止，關(guān)于混凝土強(qiáng)度的非破損檢測技術(shù)有回彈法、超聲法等，局部破損檢測技術(shù)有鉆芯法、拔出法和灌入法等，以及由上述基本方法組合而成的超聲回彈綜合法、鉆芯回彈綜合法等?；炷翉?qiáng)度的檢測技術(shù)已基本成熟，成熟的標(biāo)志在于測試?yán)碚摰耐晟坪蜏y試儀器性能。如；“回彈值——碳化深度——強(qiáng)度”關(guān)系，反映了回彈值與混凝土強(qiáng)度之間的基本規(guī)律?；貜?、超聲、鉆芯和拔出等較為成熟的混凝土強(qiáng)度和缺陷檢測方法已經(jīng)有了全國性的檢測本論文由整理提供技術(shù)規(guī)程。

混凝土構(gòu)件鋼筋配置情況的檢測有破損和非破損兩類方法。破損方法是鑿去檢測部位的混凝土，直接量測鋼筋的數(shù)量、直徑及保護(hù)層厚度，然后與設(shè)計(jì)圖紙比較。這種方法對構(gòu)件有損傷，應(yīng)盡可能少用。非破損方法主要有電磁法、雷達(dá)法和超聲法，雷達(dá)法測試速度較快，電磁法相對較慢；對保護(hù)層厚度的測定用超聲法精度相對較高。上述幾種方法均不能準(zhǔn)確測定出鋼筋直徑，也不能測定節(jié)點(diǎn)區(qū)的鋼筋和構(gòu)件中剛進(jìn)的連接情況。而這些檢測項(xiàng)目的結(jié)果客觀上又是結(jié)構(gòu)鑒定與加固的依據(jù)。因此迫切需要開發(fā)研制測試精度高的檢測儀器。

1.2.2砌筑結(jié)構(gòu)

砌筑結(jié)構(gòu)檢驗(yàn)測試技術(shù)起步比混凝土結(jié)構(gòu)略晚一些，技術(shù)成熟程度比混凝土強(qiáng)度檢測技術(shù)略差，但該項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展勢頭猛，在國內(nèi)形成了百家爭鳴的可喜局面，目前，砌體結(jié)構(gòu)材料強(qiáng)度的檢測技術(shù)正日益成熟。

砌筑強(qiáng)度檢測方法有現(xiàn)場檢測法和間接測試法，現(xiàn)場測試法有推剪法、單剪法、軸壓法、扁千斤頂和拔出法等五種檢測方法，需要從墻體上截取試件，比較困難，且試件稍經(jīng)搬動(dòng)，強(qiáng)度就會(huì)受到影響，故應(yīng)用較少。間接測試法是通過檢測磚和砂漿的強(qiáng)度，然后依據(jù)現(xiàn)行規(guī)范直接確定砌體強(qiáng)度。磚的強(qiáng)度檢測通?？梢詮钠鲶w上取樣按常規(guī)方法進(jìn)行檢測，方法比較簡單。砂漿強(qiáng)度檢測方法有沖擊法、點(diǎn)荷法、回彈法、筒壓法、射釘法和剪切法等。

1.2.3鋼姑構(gòu)

與混凝土結(jié)構(gòu)和砌體結(jié)構(gòu)相比，工程建設(shè)中鋼結(jié)構(gòu)的數(shù)量相對較少，加之冶金、機(jī)械、交通、航空、石油、化工等工業(yè)部門對鋼材物理力學(xué)性能、內(nèi)部缺陷，焊縫探傷等檢驗(yàn)方法比較完普。因而其檢驗(yàn)測試技術(shù)發(fā)展之路基本是借鑒學(xué)習(xí)國內(nèi)其他行業(yè)的先進(jìn)方法，如焊縫和鋼材的超聲波探傷方法、射線探傷方法、磁粉探傷方法和滲透探傷方法等。

結(jié)構(gòu)鑒定與評估技術(shù)的發(fā)展與建筑市場和社會(huì)的需求有直接的關(guān)系，與國家的經(jīng)濟(jì)狀況有密切的關(guān)系，同時(shí)又受到檢測技術(shù)發(fā)展的影響。結(jié)構(gòu)的可靠性評級(jí)是根據(jù)檢測的結(jié)果進(jìn)行評定，它是結(jié)構(gòu)維修，加固的重要依據(jù)。根據(jù)《危險(xiǎn)房屋鑒定標(biāo)準(zhǔn)》(JGJ125—99)(2004年版)，房屋的綜合評定按三個(gè)層次進(jìn)行；第一層次應(yīng)為構(gòu)件危險(xiǎn)性鑒定，其等級(jí)評定分為危險(xiǎn)構(gòu)件(Td)和非危險(xiǎn)構(gòu)件(Fd)兩類；第二層次應(yīng)為房屋組成部分(地基基礎(chǔ)、上部承重結(jié)構(gòu)、圍護(hù)結(jié)構(gòu))危險(xiǎn)性鑒定。其等級(jí)評定應(yīng)分為a、b、c、d四等級(jí)；第三層次應(yīng)為房屋危險(xiǎn)性鑒定，其等級(jí)評定應(yīng)分為A、B、C、D四等級(jí)。超級(jí)秘書網(wǎng)

建設(shè)工程質(zhì)量的檢測與鑒定技術(shù)已超出了單純的結(jié)構(gòu)安全的范疇，包括了結(jié)構(gòu)的安金性、耐久性、適用性和抗災(zāi)害能力以及工程質(zhì)量問題產(chǎn)生原因的鑒定與分析等綜合問題。建設(shè)工程質(zhì)量的檢測與鑒定為治理工程質(zhì)量通病。如設(shè)計(jì)造成的多層磚房溫度裂縫問題，混凝土工程施工階段的開裂問題等起到了積極的作用。為設(shè)計(jì)規(guī)范和施工驗(yàn)收規(guī)范的修編提供了依據(jù)。

2結(jié)論

工程結(jié)構(gòu)分析論文范文第2篇

（專業(yè)代碼：081903　 授予工學(xué)碩士學(xué)位）

一、培養(yǎng)目標(biāo)

1、較好地掌握基本理論，樹立愛國主義和集體主義思想，遵紀(jì)守法，具有較強(qiáng)的事業(yè)心和責(zé)任感，具有良好的道德品質(zhì)和學(xué)術(shù)修養(yǎng)，身心健康；

2、系統(tǒng)掌握本學(xué)科堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)理論和專門知識(shí)，具有從事安全技術(shù)工程領(lǐng)域的科學(xué)研究或獨(dú)立擔(dān)任專門技術(shù)工作的能力；

3、比較熟練地運(yùn)用一門外國語。

二、學(xué)科專業(yè)及研究方向簡介

1、本專業(yè)隸屬的一級(jí)學(xué)科為礦業(yè)工程。安全技術(shù)與工程是針對大型基礎(chǔ)設(shè)施的公共安全而發(fā)展起來的一門新型交叉學(xué)科，該學(xué)科以保證大型基礎(chǔ)設(shè)施的安全性和可靠性為目標(biāo)，主要進(jìn)行監(jiān)測技術(shù)、檢測技術(shù)、信息處理技術(shù)、控制技術(shù)、健康診斷與評價(jià)技術(shù)等基礎(chǔ)理論及應(yīng)用技術(shù)研究。該專業(yè)可招收土木工程、交通工程、機(jī)械工程、力學(xué)、安全工程、信息技術(shù)及材料科學(xué)與工程等相關(guān)專業(yè)的本科生。

2、主要研究方向及其內(nèi)容：

1)結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測與信息處理技術(shù)：主要包括結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測技術(shù)、監(jiān)測與診斷系統(tǒng)、監(jiān)測信息處理技術(shù)、數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)、遠(yuǎn)程監(jiān)測技術(shù)等研究。

2)結(jié)構(gòu)健康診斷與安全評估：主要包括結(jié)構(gòu)健康診斷理論和技術(shù)、結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)及安全評估技術(shù)等研究。

3)既有結(jié)構(gòu)性能評估與控制技術(shù)：主要包括既有結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)、仿真分析技術(shù)、承載能力及耐久性評定、壽命評估、結(jié)構(gòu)控制及加固技術(shù)等研究。

4)大型施工機(jī)械安全技術(shù)與工程：主要包括大型施工設(shè)備的設(shè)計(jì)、狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷、施工控制與安全管理等研究。

三、培養(yǎng)方式及學(xué)習(xí)年限

1、碩士生的培養(yǎng)方式為導(dǎo)師負(fù)責(zé)制，課程學(xué)習(xí)和科學(xué)研究可以相互交叉。課程學(xué)習(xí)實(shí)行學(xué)分制，一般要求在前一年修滿所要求的學(xué)分。

2、碩士生培養(yǎng)實(shí)行學(xué)年制，學(xué)制2.5年。碩士生的在校學(xué)習(xí)年限為2～3.5年（含休學(xué)）。

四、課程設(shè)置與學(xué)分要求

課程設(shè)置分學(xué)位課和非學(xué)位課兩大類，學(xué)位課分為公共學(xué)位課、基礎(chǔ)理論課、專業(yè)學(xué)位課，非學(xué)位課分為選修課和必修環(huán)節(jié)。碩士生在校期間，應(yīng)修最低學(xué)分為26學(xué)分，其中公共學(xué)位課8學(xué)分，基礎(chǔ)理論課不少于4學(xué)分，專業(yè)學(xué)位課不少于5學(xué)分，選修課不少于5學(xué)分，必修環(huán)節(jié)4學(xué)分，最高學(xué)分不超過34學(xué)分。學(xué)分積要求是學(xué)位課學(xué)分積不少于51，選修課學(xué)分積不少于15，總學(xué)分積不少于66。

課程的考核采取以下幾種方式：

方式A：平時(shí)成績（20%）+閉卷考試（80%）的考核方式；

方式B：閉卷考試（50%）+課程論文（50%）的考核方式；

方式C：平時(shí)成績（30%）+課程論文或課程設(shè)計(jì)（70%）的考核方式；

方式D：考查。

課程

類別課程編號(hào)課程名稱學(xué)時(shí)學(xué)分開課學(xué)期開課單位考核方式

ⅠⅡⅢ

公共課學(xué)位課

100401自然辯證法322√人文分院B

100402科學(xué)社會(huì)主義理論與實(shí)踐161√人文分院B

101201公共外語64+324√√外語系A(chǔ)

100001專業(yè)外語161√B

基 礎(chǔ) 理 論 課111105數(shù)值分析483√數(shù)理系A(chǔ)

111108應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)322√數(shù)理系A(chǔ)

111103隨機(jī)過程483√數(shù)理系A(chǔ)

111003有限元法基礎(chǔ)483√工程力學(xué)系A(chǔ)

專 業(yè) 學(xué) 位 課121701安全系統(tǒng)工程322√大型結(jié)構(gòu)所B

121702現(xiàn)代結(jié)構(gòu)測試原理322√大型結(jié)構(gòu)所B

121703智能材料與結(jié)構(gòu)322√大型結(jié)構(gòu)所B

120101橋梁結(jié)構(gòu)理論483√土木分院A

120102高等結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)42+63√土木分院B

120103高等巖土力學(xué)40+83√土木分院B

120105高等混凝土結(jié)構(gòu)學(xué)483√土木分院B

120106高等鋼結(jié)構(gòu)理論483√土木分院B

120803數(shù)字信號(hào)處理322√電氣分院A

130907模式識(shí)別與圖像處理322√計(jì)信分院C

選 修 課131701結(jié)構(gòu)工程仿真技術(shù)322√大型結(jié)構(gòu)所C

131702風(fēng)險(xiǎn)分析322√大型結(jié)構(gòu)所C

131703結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測實(shí)驗(yàn)技術(shù)322√大型結(jié)構(gòu)所C

131704現(xiàn)代傳感器技術(shù)322√大型結(jié)構(gòu)所C

131705風(fēng)工程概論322√大型結(jié)構(gòu)所C

131706結(jié)構(gòu)振動(dòng)與控制322√大型結(jié)構(gòu)所C

130118工程抗震24+82　√　土木分院C

130109彈性薄壁桿件理論322√土木分院C

130116環(huán)境巖土工程與災(zāi)害防治322√土木分院C

131002結(jié)構(gòu)分析及反分析方法322√工程力學(xué)系C

130903嵌入式系統(tǒng)及應(yīng)用322√計(jì)信分院C

131201日語161√外語系C

130401人文社科系列講座161√人文分院C

必 修

環(huán) 節(jié)140001科研（教學(xué)）實(shí)踐1√D

140002學(xué)科前沿報(bào)告與學(xué)術(shù)活動(dòng)8次1√√D

141501信息檢索161√圖書館C

補(bǔ)修課程

五、學(xué)位論文要求

學(xué)位論文工作是研究生培養(yǎng)的重要組成部分，是對研究生進(jìn)行科學(xué)研究或承擔(dān)專門技術(shù)工作的全面訓(xùn)練，是培養(yǎng)研究生創(chuàng)新能力、綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題能力的主要環(huán)節(jié)，也是培養(yǎng)研究生文獻(xiàn)閱讀能力、工程設(shè)計(jì)能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、?shù)據(jù)分析能力和數(shù)據(jù)處理能力、邏輯推理能力和寫作能力的主要環(huán)節(jié)。要求做到：

1、學(xué)位論文的選題必須著重選擇對國民經(jīng)濟(jì)具有一定實(shí)用價(jià)值或理論意義的課題，要充分考慮實(shí)驗(yàn)的各種條件、課題的份量與難易程度；學(xué)位論文的選題必須在第三學(xué)期期中（10月底前）完成，開題報(bào)告統(tǒng)一交培養(yǎng)單位辦公室。

2、學(xué)位論文必須在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下由研究生獨(dú)立完成，研究工作必須堅(jiān)持實(shí)踐性、實(shí)驗(yàn)性的原則，論文內(nèi)容應(yīng)以研究生本人從事的實(shí)驗(yàn)、觀測和調(diào)查的材料為主。對所研究的課題要有自己獨(dú)立的見解。

3、碩士生論文科研時(shí)間一般不少于1年。

4、學(xué)位論文實(shí)行中期檢查制度，一般應(yīng)在第四學(xué)期（5月底）進(jìn)行，匯報(bào)學(xué)位論文工作的進(jìn)展情況，遇到問題和困難及時(shí)向?qū)煂で髱椭椭笇?dǎo)，保證論文順利完成。

5、學(xué)位論文送審分兩批進(jìn)行，第一批安排在第五學(xué)期期中，論文送審截止日為11月10日；第二批安排在第六學(xué)期期中，論文送審截止日為4月10日。

6、論文答辯、學(xué)位申請和學(xué)位授予參照《石家莊鐵道學(xué)院學(xué)位授予工作實(shí)施細(xì)則》執(zhí)行。

碩士點(diǎn)負(fù)責(zé)人：

培養(yǎng)單位學(xué)位評定分委員會(huì)主席：

（分委員會(huì)公章）

年

工程結(jié)構(gòu)分析論文范文第3篇

關(guān)鍵詞：靜力彈塑性；大跨徑斜拉橋索塔；加載模式；能力譜；需求譜

中圖分類號(hào)：U448 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2009）15-0168-02

一、理論分析

（一）工程簡介

某斜拉橋主橋?yàn)?84米+460米+184米塔雙索面PC梁斜拉橋，全長828m。全幅橋采用采用分離式箱型斷面，半漂浮體系，索塔選用H塔形，各設(shè)兩道橫梁系，將索塔分為上塔柱、中塔柱和下塔柱三部分。索塔采用箱型截面，索塔內(nèi)采用角鋼組拼成勁性骨架。

橋墩僅設(shè)置一個(gè)交界墩，兩岸均設(shè)輔助墩，輔助墩由雙柱式樁基礎(chǔ)組成，每隔輔助墩對應(yīng)一個(gè)箱梁。樁基礎(chǔ)為支持樁，由21根樁徑為2.5米群樁組成，樁基嵌入弱風(fēng)化層，為嵌巖樁。

斜拉索：采用￠15.24環(huán)氧噴涂鋼絞線，主橋斜拉索共有六種規(guī)格，共計(jì)304根。

（二）索塔橫向靜力彈塑性分析模型

斜拉橋?yàn)槿嵝越Y(jié)構(gòu)，基本周期較長，在地震作用下的受力一般不會(huì)很大，但在罕遇地震作用下，塔柱有可能屈服進(jìn)入塑性工作階段。索塔由于斜拉索的約束，剛性大大增強(qiáng)，以主塔振動(dòng)為主的振型出現(xiàn)的較晚，斜拉索對主塔縱向的約束遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于橫向，以主塔縱向振動(dòng)為主的振型遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于橫向。對索塔而言，結(jié)構(gòu)橫橋向響主要由其第二振型控制。本文選取剛度相對較弱的索塔橫向進(jìn)行push-over分析，由于南塔和北塔基本對稱性，本文選取南塔進(jìn)行靜力彈塑性分析，如圖1所示：

（三）push-over分析能力曲線

考慮到主梁橫向振動(dòng)使斜拉索產(chǎn)生對索塔的水平推力而采用均布荷載模式，參照一般梁橋橋墩所采用的水平荷載模式，最終采用均布、倒三角和塔頂集中力三種水平荷載模式對主塔進(jìn)行橫橋向靜力彈塑性推倒分析，考慮斜拉索對索塔的橫向約束及主梁振動(dòng)對主塔影響的等效結(jié)構(gòu)。通過自振頻率與原結(jié)構(gòu)相等的原則，對索塔錨固點(diǎn)及索塔與主梁之間的橫向限位支座點(diǎn)處附加剛度和附加質(zhì)量。經(jīng)過試算南塔錨固點(diǎn)和索塔橫向限位支座點(diǎn)處把剛度增大10%，質(zhì)量增加5%。

計(jì)算獲得總水平力V和塔頂橫向位移的關(guān)系曲線，如圖2所示：

均布荷載模式下，整個(gè)結(jié)構(gòu)塑性得到充分發(fā)揮，倒塌時(shí)需要的總水平力最大，而塔頂集中力荷載模式下，主塔倒塌時(shí)的總水平力最小。塔頂集中力水平荷載模式是偏于保守的一種極限狀態(tài)。

由斜拉橋動(dòng)力特性分析可以獲得斜拉橋南塔橫向振動(dòng)的振型函數(shù)，將已經(jīng)獲得的push-over分析曲線轉(zhuǎn)換成A-D（Acceleration-Displacement）格式能力曲線，如圖3所示：

二、抗震性能評價(jià)

能力譜與不同的需求反應(yīng)譜相交。最終要在這些交點(diǎn)中，確定出一個(gè)作為相點(diǎn)。在一個(gè)交點(diǎn)處，由能力譜計(jì)算得到的延性系數(shù)應(yīng)當(dāng)與需求反應(yīng)譜的延性值匹配。將A-D格式的能力譜與需求譜繪于同一個(gè)圖表中，如圖4所示，可以看出，斜拉橋在7度罕遇地震（水平地震影響系數(shù)α=0.5）和8度遇地震（水平地震影響系數(shù)α=0.9）作用下，不管采用哪種水平荷載模式，主依然處在彈性工作階段；在9度罕遇地震（水平地震影響系數(shù)α=1.4）作用時(shí)，集中荷載模式下，能力曲線與彈性需求譜曲線（μ=1）的交點(diǎn)坐標(biāo)為（0.2231，2.0390），達(dá)到極限應(yīng)力。

三、結(jié)論

1．本文對大跨度斜拉橋的主塔進(jìn)行橫橋向的push-over分析，得到塔頂橫向位移和總水平力之間的關(guān)系曲線，并轉(zhuǎn)化成能力譜。將能力譜曲線與需求譜曲線繪制在同一張圖中，對斜拉橋的抗震性能進(jìn)行評價(jià)。在Ⅱ類場地7度罕遇地震作用下，左、右主塔均在彈性工作階段。在9度罕遇地震作用下，結(jié)構(gòu)已接近破壞。

2．靜力彈塑性（Pushover）分析比一般的非線性時(shí)程分析簡單，方便，快捷，同時(shí)也能得到較合理的數(shù)值結(jié)果。易于工程師在設(shè)計(jì)中掌握和應(yīng)用，在今后的橋梁的設(shè)計(jì)中，不失為一種簡單的抗震設(shè)計(jì)驗(yàn)算方法。

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工程結(jié)構(gòu)分析論文范文第4篇

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工程結(jié)構(gòu)分析論文范文第5篇

【關(guān)鍵詞】結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；剛度；分析

一.結(jié)構(gòu)受荷的能量傳遞過程

人們發(fā)現(xiàn)任何自然事物的變化必然遵循能量守恒原理和最小作用量原理。其中，能量守恒原理揭示出事物的變化總是在一定的范圍內(nèi)守恒；最小作用量原理揭示出事物變化的路徑總是作用量最小的路徑（或過程）。建筑結(jié)構(gòu)也不例外。從傳遞外部荷載的角度來看，設(shè)計(jì)一種穩(wěn)定平衡的結(jié)構(gòu)就是設(shè)計(jì)一個(gè)傳遞外部荷載的路徑?？梢韵胂笤谕獠亢奢d作用下穩(wěn)定平衡的結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生“力流”，該“力流”將荷載由力的作用點(diǎn)傳至支座、地基。在這一過程中，外部荷載在結(jié)構(gòu)外部產(chǎn)生位移，“力流”在結(jié)構(gòu)內(nèi)部使材料產(chǎn)生應(yīng)變和各點(diǎn)分布應(yīng)力。結(jié)構(gòu)外部荷載與位移作用產(chǎn)生外部功，結(jié)構(gòu)內(nèi)部應(yīng)力與應(yīng)變作用產(chǎn)生內(nèi)部勢能―應(yīng)變能。能量守恒原理表明外部荷載作用的功等于結(jié)構(gòu)內(nèi)部的應(yīng)變能（結(jié)構(gòu)分析中一般以線彈性范圍內(nèi)小變形結(jié)構(gòu)為對象，同時(shí)忽略其中能量損失。）。最小作用量原理表明這一路徑（或過程）總是最短、最流暢的幾何路徑，穩(wěn)定平衡的結(jié)構(gòu)內(nèi)部應(yīng)變能最小。在結(jié)構(gòu)中最小作用量原理體現(xiàn)為最小勢能原理。

二.剛度的內(nèi)涵

從能量角度出發(fā)，根據(jù)卡式第二定理可以求解單個(gè)構(gòu)件位移，該公式與從虛位移原理導(dǎo)出的構(gòu)件位移公式一致，具體表達(dá)如下：

上式中：Δ為結(jié)構(gòu)的整移；m為組成結(jié)構(gòu)的構(gòu)件數(shù)；∑K為結(jié)構(gòu)整體剛度。

從以上公式可以看出“剛度”是聯(lián)系“能量、力、變形（位移）”的橋梁。結(jié)構(gòu)傳遞外部荷載的過程就是能量傳遞的過程，屬于外部因素的“力、能量”在結(jié)構(gòu)內(nèi)部的作用、傳遞及所引起的結(jié)構(gòu)反應(yīng)都要通過內(nèi)部因素“剛度”來實(shí)現(xiàn)，剛度“規(guī)定”了結(jié)構(gòu)內(nèi)在的“力、能量”傳遞機(jī)理，是客觀存在的內(nèi)在本質(zhì)。

剛度由三個(gè)主要因素決定：材料的本構(gòu)關(guān)系、形狀和大小、相互間約束。在前述公式中可以直觀看出前兩個(gè)因素的作用。結(jié)構(gòu)分析中一般假定材料為線彈性關(guān)系符合廣義虎克定律，材料的本構(gòu)關(guān)系主要表現(xiàn)為材料的彈性模量。例如，鋼材的彈性模量大約是木材的20倍。形狀和大小主要是指在主要受力方向上材料用量的分布情況和材料用量的多少。相互間約束是結(jié)構(gòu)力學(xué)學(xué)習(xí)的重要內(nèi)容。多個(gè)構(gòu)件由約束共同組成結(jié)構(gòu)體。沒有多余約束的結(jié)構(gòu)稱為靜定結(jié)構(gòu)，有多余約束的結(jié)構(gòu)稱為超靜定結(jié)構(gòu)。靜定結(jié)構(gòu)因?yàn)闊o多余約束，外部作用在結(jié)構(gòu)內(nèi)沿最短路徑傳遞（只在最短路徑上的結(jié)構(gòu)內(nèi)傳遞），同時(shí)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力唯一（不在附屬的、無關(guān)的結(jié)構(gòu)引起內(nèi)力），結(jié)構(gòu)的變形隨結(jié)構(gòu)剛度增大而減小，結(jié)構(gòu)內(nèi)部應(yīng)變能最低。超靜定結(jié)構(gòu)因?yàn)橛卸嘤嗉s束，在外部作用下與多余約束連接的構(gòu)件無法單獨(dú)變形，因共同的約束而共同一致變形（稱之為變形協(xié)調(diào)），剛度大的構(gòu)件必然分擔(dān)了較大的內(nèi)力（稱之為剛度分配），分配的結(jié)果使超靜定結(jié)構(gòu)內(nèi)力更均勻，結(jié)構(gòu)整體變形更小，內(nèi)部應(yīng)變能最低。

三.剛度的外延

剛度的外延指的是“剛度”概念所包含的范圍。由低到高，在結(jié)構(gòu)分析中，剛度有三個(gè)層次：截面剛度、構(gòu)件剛度、結(jié)構(gòu)剛度。決定剛度的三個(gè)因素在每一層次上，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)都有不同側(cè)重點(diǎn)。具體見下表：

四.剛度各因素的作用

本構(gòu)關(guān)系的作用主要體現(xiàn)在：需要增加剛度時(shí)盡可能選用高彈性模量的材料。同時(shí)應(yīng)注意，隨著材料性能的提高，材料的截面會(huì)變得單薄，在外部作用下結(jié)構(gòu)符合最小勢能原理，可能從一種平衡狀態(tài)轉(zhuǎn)化為另一種平衡狀態(tài)，而發(fā)生失穩(wěn)。

形狀和大小的作用主要體現(xiàn)在：1）在相同力的作用下，改變形狀或大小，進(jìn)而增加受力方向的剛度，一定會(huì)減小該方向的位移。2）一般情況下，超靜定結(jié)構(gòu)中通過改變形狀或大小，相對的增加某一局部的剛度，則該局部的內(nèi)力也相應(yīng)增加。特殊情況下，各部分內(nèi)力分布的比例與其線剛度的相對比例呈線性關(guān)系，如：水平作用下適用于反彎點(diǎn)法的結(jié)構(gòu)等。

五.剛度在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

文獻(xiàn)四、五對這一論題有精彩而充分的論述，本文試從設(shè)計(jì)順序角度對剛度的應(yīng)用做一個(gè)概括性描述。

在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，首先應(yīng)確定結(jié)構(gòu)整體的合理剛度，控制分部結(jié)構(gòu)體系間的相對剛度。整體的合理剛度主要體現(xiàn)在三個(gè)方面：1）分體系間能充分發(fā)揮協(xié)同作用。一是應(yīng)重視影響整體性的分體系的設(shè)計(jì)，如：水平樓蓋體系、支撐體系的設(shè)計(jì)。二是要從整體的角度來考察上部結(jié)構(gòu)與下部基礎(chǔ)的協(xié)調(diào)變形問題，如：樁基礎(chǔ)的變剛度調(diào)平。2）結(jié)構(gòu)整體剛度要“剛?cè)嵯酀?jì)”。結(jié)構(gòu)過剛則變形能力差，意味著外部能量主要由自身抵抗、吸收。對于地震作用，顯然是不利而且不經(jīng)濟(jì)的。結(jié)構(gòu)過柔則變形過大，在風(fēng)荷載作用下會(huì)有使用上的不適感。嚴(yán)重時(shí)會(huì)整體傾覆?？傊畱?yīng)在“剛、柔”之間尋找合理的度。3）各部分比例合理。某一局部相對其他部分剛度過大，往往意味著其將承擔(dān)更大的能量、內(nèi)力，一旦破壞，結(jié)構(gòu)將發(fā)生連續(xù)性倒塌。對稱、均勻的結(jié)構(gòu)往往更合理，因?yàn)槠涓黧w系、各構(gòu)件內(nèi)力更均勻，能量分布更合理，抗倒塌性強(qiáng)。

其次是調(diào)整結(jié)構(gòu)剛度的分布，優(yōu)化結(jié)構(gòu)構(gòu)件間的相對剛度。結(jié)構(gòu)分析中一維構(gòu)件應(yīng)注重支座、約束的作用。二維構(gòu)件應(yīng)注重平面外剛度。構(gòu)件相連時(shí)應(yīng)從相對剛度角度分清主次關(guān)系，根據(jù)設(shè)計(jì)目標(biāo)設(shè)計(jì)出合理的傳力關(guān)系。

最后通過細(xì)部設(shè)計(jì)保證材料的工作性能，使整體結(jié)構(gòu)發(fā)揮出預(yù)期的設(shè)計(jì)作用。

六.結(jié)語

從力與變形的角度探討剛度的文章很多，本文試從能量角度解釋剛度的概念，淺要談?wù)勛约簩Y(jié)構(gòu)分析中的這一概念的認(rèn)識(shí)。

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