大跨斜拉網(wǎng)格結(jié)構(gòu)斜拉索參數(shù)振動(dòng)理論分析及其試驗(yàn)研究.pdf

1、斜拉網(wǎng)格結(jié)構(gòu)是現(xiàn)在應(yīng)用越來越廣泛的大跨空間結(jié)構(gòu)，作為斜拉網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的主要受力構(gòu)件之一，斜拉索柔度比較大，極易在風(fēng)或風(fēng)雨作用下發(fā)生大幅振動(dòng)，影響斜拉網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性，因此，對(duì)斜拉索的振動(dòng)進(jìn)行理論分析和試驗(yàn)研究是提高斜拉網(wǎng)格結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平的重要工作之一。
　　首先，本文對(duì)斜拉網(wǎng)格結(jié)構(gòu)進(jìn)行了有限元分析，在有限元分析軟件ANSYS中建立整體結(jié)構(gòu)有限元模型，對(duì)整體結(jié)構(gòu)和局部結(jié)構(gòu)拉索進(jìn)行模態(tài)分析，求出網(wǎng)格結(jié)構(gòu)前幾階振動(dòng)頻率和拉索前幾階振動(dòng)

2、頻率，進(jìn)行對(duì)比，找出易于滿足參數(shù)振動(dòng)條件的索，即該處網(wǎng)格結(jié)構(gòu)振動(dòng)頻率為索振動(dòng)頻率的兩倍。
　　其次，對(duì)滿足參數(shù)振動(dòng)條件的索進(jìn)行理論分析，將網(wǎng)格結(jié)構(gòu)連續(xù)的彈性振動(dòng)視為一端固定的懸臂梁，將塔柱視為一帶彈簧的質(zhì)量塊，建立塔柱-拉索-網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的非線性振動(dòng)數(shù)學(xué)模型，并推導(dǎo)出三者的耦合振動(dòng)方程，分別采用解析法和數(shù)值積分法求解振動(dòng)方程，理論上研究索參數(shù)振動(dòng)特性，得出當(dāng)滿足網(wǎng)格結(jié)構(gòu)振動(dòng)頻率為拉索振動(dòng)頻率兩倍時(shí)，網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的微小擾動(dòng)會(huì)誘發(fā)斜拉索的大幅

3、振動(dòng)，且振動(dòng)具有明顯的“拍”現(xiàn)象，研究還發(fā)現(xiàn)，網(wǎng)格結(jié)構(gòu)振幅不同、拉索內(nèi)力不同、網(wǎng)格結(jié)構(gòu)和拉索質(zhì)量比不同、拉索與網(wǎng)格結(jié)構(gòu)夾角不同，都會(huì)影響斜拉索是否能發(fā)生參數(shù)振動(dòng)、斜拉索參數(shù)振動(dòng)由初始激勵(lì)達(dá)到振動(dòng)平穩(wěn)所經(jīng)歷時(shí)間和斜拉索參數(shù)振動(dòng)時(shí)最大振幅。
　　最后，對(duì)拉索參數(shù)振動(dòng)進(jìn)行試驗(yàn)研究，試驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)滿足參數(shù)振動(dòng)條件，梁振幅達(dá)到一定值時(shí)，在試驗(yàn)中觀察到了索發(fā)生大幅度的劇烈振動(dòng)，其振動(dòng)方向既有面外的又有面內(nèi)，振型既有一階振型又有二階振型，通過