橋梁風致響應的數(shù)值模擬.pdf

1、隨著現(xiàn)代材料、施工技術和設計理論的發(fā)展和電子計算機的普遍應用，新型結構不斷涌現(xiàn)。這些結構自重越來越輕、體型越來越柔、阻尼越來越小，體系對風載作用也越來越敏感。在最近的二三十年，我國建設了許多各式各樣的結構新穎獨特的橋，除了跨度有不斷增大的趨勢外，更多的橋則是為了景觀需要而在結構形式上有了大膽的突破。這些改變使風對橋梁的作用也越來越顯著，風荷載已經(jīng)是橋梁設計必須關注的問題。由于橋梁易受風荷載的影響，從經(jīng)濟及安全的角度都有必要進行風響應分析

2、。 本文簡要敘述了橋梁抗風分析研究的背景以及橋梁風致響應的基本研究方法。對近地風荷載的特性進行詳細地研究，并對脈動風風速時程進行模擬，在有限元框架中實現(xiàn)風荷載作用下橋梁結構的動力響應分析。 研究了近地風的有關特性，包括風的組成、平均風風速剖面的特性以及脈動風風速的特性等?；诿}動風速功率譜密度函數(shù)，分別利用了時間序列多維AR自回歸模型和諧波合成法來模擬近地風?；贛atlab平臺編制了多點風速時程模擬程序，并對模擬結果進

3、行了譜分析以驗證程序的正確性。 基于計算流體力學原理，根據(jù)橋梁的條帶性假設，建立橋梁斷面的二維模型，獲得三分力系數(shù)隨攻角變化的規(guī)律。基于修正的Davenport抖振力方程，將作用在橋梁上的風荷載轉(zhuǎn)化為時域中各時間點上的力，即轉(zhuǎn)化為作用在各節(jié)點上的力時程。利用上述方法在ANSYS中模擬丹拉海河大橋主梁在風荷載作用下的風致響應，并比較計算結果和風洞試驗結果，驗證了本文方法的正確性及可實現(xiàn)性。 最后，對天津市海河某大橋進行風致