【摘 要】
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该文运用动态问题的变分原理——哈密尔顿原理,将钢管混凝土拱桥结构离散成一系列空间梁单元和杆单元的组合,按照"统一理论"提供钢管混凝土材料的该构关系来计算钢管混凝土构件弹性模量;同时结合拱桥的受力特点,按照"线性二阶理论"考虑拱桥几何非线性的影响,建立了钢管混凝土拱桥的动力有限元方程,并利用子空间迭代法求解动力特征方程;采用Wilson-θ法研究在动力荷载作用下拱桥的动力响应.在VisualFort
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该文运用动态问题的变分原理——哈密尔顿原理,将钢管混凝土拱桥结构离散成一系列空间梁单元和杆单元的组合,按照"统一理论"提供钢管混凝土材料的该构关系来计算钢管混凝土构件弹性模量;同时结合拱桥的受力特点,按照"线性二阶理论"考虑拱桥几何非线性的影响,建立了钢管混凝土拱桥的动力有限元方程,并利用子空间迭代法求解动力特征方程;采用Wilson-θ法研究在动力荷载作用下拱桥的动力响应.在VisualFortran5.0环境下用For77和For90语言相结合编制了空间有限元计算程序来研究钢管混凝土拱桥动力特性和动力响应.文中推导了相关单元的线性刚度矩阵、几何刚度矩阵以及相应的质量矩阵和坐标转换矩阵,并用自编程序对某大跨度钢管混凝土土拱桥的动力性能进行计算,分析了恒载轴力对钢管混凝土拱桥固有频率的影响;计算了周期荷载和冲击荷载作用下钢管混凝土拱桥的冲击系数.为验证了理论计算的正确性,将计算结果在MATLAB5.3中进行了复核,并与采有SAP93计算的结果进行了对比分析.对钢管混凝土材料特性(如含钢率、两种材料的匹配问题、截面形状等方面)对拱桥动力特性的影响作了初步研究.该文的研究工作对钢管混凝土拱桥的设计和施工控制中的动力分析有一定的参考价值.
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