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基于随机虚拟激励法的桥梁风致响应分析
| 论文题名： | 基于随机虚拟激励法的桥梁风致响应分析 |
| 关键词： | 大跨度悬索桥;风致响应;随机振动;虚拟激励算法 |
| 摘要： | 近年来，高层、大跨等结构形式相应涌现，风荷载逐渐成为结构设计的主要控制荷载之一，桥梁风致响应明显影响到桥梁结构的安全性与行车舒适性。因此，研究风荷载激励下的结构动力响应成为当前大跨度桥梁学科急需解决的课题。由于生产制作条件限制，实际结构参数不可避免存在随机性，而这些结构参数的随机不确定性可以引起结构风致响应的波动，结构参数的随机性在特定条件下还可能成为主导因素，从概率论角度研究非确定性结构的风致响应是抗风设计的一个新课题。 为了解决外部激励和结构参数随机不确定性下桥梁风致振动这一问题，本论文采用的计算方法是在虚拟激励算法基础之上改进的随机虚拟激励算法，主要的研究内容如下: (1)总结了国内外主流的随机振动分析理论及其模型，简单概括林家浩教授的虚拟激励算法及其研究成果，进一步引出随机虚拟激励算法。 (2)将响应面技术与Monte Carlo法相结合应用于结构随机振动分析中，在程序中采用自适应高斯积分技术代替梯形积分，为随机振动的响应分析提供了简单而高效的计算方法;当结构参数的变异系数较大时，基于响应面的Monte Carlo抽样技术已不满足工程精度要求，此时采用改进的分片响应面技术可以有效解决结构参数存在较大变异系数时的随机振动问题。 (3)通过对单质点线性振子在平稳白噪声激励下的响应分析，验证本文采用的随机虚拟激励方法的正确性和高效性，同时研究结构参数的随机性对单质点线性振子动力响应的影响。 (4)采用Davenport风荷载功率谱，利用随机虚拟激励法结合Monte Carlo的响应面技术对混凝土桥塔的风致响应进行分析，研究混凝土密度、弹性模量、阻尼比以及风荷载随机性对桥塔随机振动响应的影响;同时探讨不同风偏角对该桥塔的风致响应的影响。 (5)采用Davenport提出的准定常抖振力模型，利用随机虚拟激励法结合MonteCarlo的响应面技术研究不同风速以及风攻角对大跨度悬索桥风致抖振响应的影响。 |
| 作者： | 王兆旦 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 向天宇 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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