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预应力对结构动力特性的影响分析

杨乾坤  
【摘要】: 近年来,随着预应力在土木工程各个领域的广泛应用,对预应力混凝土结构静力性能及设计计算,国内外学者展开了广泛的研究工作并取得了大量的研究成果,但随着结构工程学科的发展,结构的动力分析和数值模拟也越来越重要。为此,本文在实际工程背景下就预应力对混凝土结构动力特性的影响进行有限元分析。 论文首先从简单的预应力结构-简支梁研究,从理论上分析了预加力对梁自振频率的影响,对比分析了预应力不同布置对于梁频率的影响,探讨了影响梁自振频率的影响因素。之后,用大型通用有限元软件ANSYS对简支梁进行有限元模拟,对于混凝土的本构关系参考各种文献进行了修正,结果表明:简支梁的频率随着预应力的增加而增大,但是变化幅度较小,说明预应力对于结构动力分析影响不大。 针对郑州火车站实际工程,本文选取了适当的部分进行建模,进行模态分析,对比分析在有预应力状态和无预应力状态下结构的频率变化,分析结果表明:在有预应力与无预应力时,结构的频率变化很小,振型变化也一致,说明有无预应力对于动力分析影响较小,之后又在有预应力模型下进行了列车通过时动力模拟,得出了比较好的结果。 本文旨在研究在郑州火车站整体动力计算中对于预应力的简化是否合理,通过预应力梁的分析以及一个小模型的分析,最后得出了预应力对动力分析影响较小,为实际工程整体分析提供了依据。


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