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弧形钢闸门主框架动力稳定性的研究

吉小艳  
【摘要】:结构失稳是钢结构破坏的重要形式。近年来结构动力失稳问题虽已有一些研 究成果,但弧形钢闸门动力稳定性问题一直没有得以解决。在国内,从上个世纪 60 年代开始就有一些学者对弧形钢闸门动力稳定性这一问题进行研究。他们研 究发现导致闸门失事的原因很多,但有两个共同特征值得注意:一是失事闸门全 是因支臂丧失稳定导致破坏的,二是都在明显的动力荷载作用下发生破坏。目前 的研究成果还不能定量的得出梁柱刚度比、水深等因素对弧门主框架动力稳定 性的影响关系。因为,影响闸门动力稳定性的因素很复杂,诸如闸门的质量、 刚度分布情况、固有频率、干扰力频率、流固耦合等等,这些因素都影响闸门的 动力稳定性,所以,还需进一步对弧形钢闸门动力稳定性进行研究。 论文的主要研究工作与成果如下: 1. 利用静力平衡法、有限元法对三种形式平面钢框架的静力稳定性问题进 行分析,建立单柱概化平面框架(考虑各种边界约束及失稳模态)整体 稳定性的计算通用模型,并给出了解析解和数值解。 2. 对弧形钢闸门主框架柱进行动力稳定性计算,在对平面刚架稳定性分析 的基础上,根据弧门主框架柱的柱端约束条件,利用静力平衡法,分析 了两端铰接杆在周期性变化的简谐荷载作用下的动力稳定性、 两端铰接一端作用有弯矩的直杆在周期性变化的简谐荷载作 用下的动力稳定性及纵向共振时结构的横向动力失稳区域。 3. 对弧形钢闸门主框架动力稳定性进行了分析,考虑了水深对框架固有频 率的影响,并比较梁柱刚度比对弧门主框架动力稳定性的影响关系。


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