摘要
张弦体系作为大跨度空间结构体系中的一种,因结构形式简单、结构受力性能优越等优点而受到广泛应用。张弦体系中拉索索力是否达到预设值,直接影响到整个结构的稳定性和安全性。因此有必要对张弦体系拉索索系实时或定期开展索力识别工作,及时掌握拉索索力真实情况。 频率法作为一种拉索索力识别方法,具有快速简便、可重复使用等特点,因此成为目前应用最为广泛的索力识别方法之一。传统的频率法大多是基于简单且确定边界条件下单索模型推导的。对于张弦体系,其中的索多为短粗索,支承条件复杂,现有的索力识别理论不具有良好的适用性。因此,要想准确的测试张弦体系的索力,考虑整体结构影响是很有必要的。为了能够更加准确的研究张弦体系整体结构对于索力识别的影响,本文基于有限元的方法对不同张弦体系的拉索索力-频率关系进行了研究。主要研究内容如下: 1.基于ANSYS进行张弦梁整体结构的非线性有限元分析,提出一种从结构整体模态中提取拉索局部振动模态的“三准则”判定法。 2.针对选定形式的张弦梁结构,提出索力-频率数据库索力识别方法,并根据索力-基频信息库拟合索力识别公式系数,从而提出适用于工程应用的实用索力识别公式。采用黄河口模型试验厅实际工程数据进行验证,得到本文提出的公式相比常用的梁模型单索索力-频率公式准确性更好。 3.分析不等跨与等跨两种结构形式的单向张弦梁结构中考虑整体结构影响的索力-频率与基于铰支边界梁模型单索索力-频率公式在不同影响因素下(如索力大小,索段位置,拉索截面面积大小等)相关关系差异,研究按单索索力识别误差大小,研究得出若干有益结论。 4.探索了双向张弦梁与单向张弦梁结构对相同索段的索力-频率关系的影响差异。