毕业设计译文(土木工程专业)

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1、重庆大学本科学生毕业设计（论文）附件附件C：译文指导教师评定成绩(五级制)：指导教师签字：附件C：译文钢－混凝土组合梁离散模型的参数估算T.Wro´blewski,S.Berczyn´ski,M.Abramowicz（WestPomeranianUniversityofTechnology）摘要:本文介绍了对钢－混凝土组合梁的自振数学模型的参数进行估算的方法。该模型使用刚性有限元法（RFE）建立，基于实际组合梁的试验研究结果，来对参数进行估算。估算的参数包括：连接件的剪力和轴向刚度，以及考虑纵筋时，钢筋混凝土板的等效纵向弹性模量。在钢－

2、混凝土组合梁模型参数的估算过程中，是否采用了适当的标准，对获得精确的结果有很大影响。选择估算标准的目的是，在不同的振型下，都能使自振频率的试验值与数学模型的计算值一致。组合梁的模型和所有的计算，都是用MATLAB完成的。关键词：刚性有限元模型（RFE）；钢－混凝土组合梁；估算标准；模型参数；振动1.引言组合结构是把两个或两个以上材料性能不同的构件连接在一起而形成的。钢－混凝土梁就是一种组合结构，它由一个工字钢和放在其上的混凝土板组成。在钢筋混凝土板浇筑之前，把钢连接件焊接在钢梁的上翼缘，从而使这两种组件能共同工作。这种组合梁通常用作民用

3、和工业建筑工程中的楼盖，以及桥梁工程中的承重主梁。本文是Berczyński和Wróblewski的论文[1]和[2]的一个延伸，在那两篇论文中，他们提出了相关数学模型，并给出了三根钢－混凝土组合梁的试验研究成果。那三根组合梁的连接类型各不相同。梁B1和B2（连接件间距不同）通过栓钉连接，梁B3用的则是带孔钢板的刚性连接。他们的研究和分析，旨在确定组合梁的基本动力特性。本文旨在探索出一种组合梁模型参数的估算算法。这种要创建的估算方法基于试验的研究结果，并且，不仅仅使用梁的自振频率一个参数（正如[2]之前所做的那样），也使用在试验过程中所

4、确定的振型。本文采用RFE方法惯用的平面离散模型进行分析。2.材料和方法C14重庆大学本科学生毕业设计（论文）附件附件C：译文2.1问题的分析Biscontin等人的[3]是最先研究钢-混凝土组合梁动力特性的作品之一。他们根据欧拉梁理论，创造了组合梁的一维连续计算模型，使人们有可能找到组合梁特征值问题的解决方案。在这个模型中，考虑了沿梁轴向的连接柔度，即它的剪切刚度。这个分析模型可用于解释实际组合梁的试验数据。它的数值计算结果与数次试验的结果一致，因而可用于确定梁特定的物理参数和连接的特性。2.2梁的计算模型钢－混凝土梁的离散数学模型，

5、是用刚性有限元法――RFE惯用的方法建立的。RFE方法是由Kruszewski等人在[16]和[17]中提出来的。它把实际结构划分为由弹簧阻尼元件－－SDS所连接的没有变形的刚性有限元件。建模开始时，把梁分割成相同（或接近）长度的区段。这是初次的划分。接着，在这次划分所形成的每个元素的重心，用一个SDE集中该区段所有的弹簧和阻尼特性。下一步，用RFEs连接所有的SDEs。这是二次划分。在建模时，组合梁的钢和混凝土部分是分别对待的。因此，这才可能对连接参数进行分析。现在常用的组合梁模型示意图见图1。初次划分时，把长度为L的组合梁分成n个长

6、度为ΔL的区段，再在每个区段的中心，放置两个SDE：一个集中了钢区段的特性，而另一个集中了钢筋混凝土板区段的特性。接下来，在这些SDE之间，安置长度为二次划分长度的RFE。端部的划分长度为ΔL/2，其余的为ΔL。最后，添加模拟连接的SDE，连接钢筋混凝土板和工型钢的RFE边缘，就完成了模型。C14重庆大学本科学生毕业设计（论文）附件附件C：译文图1.RFE模型：(a)分割的梁段（初次划分）；（b）RFE系统（第二次划分）。每一个编号为i的RFE都有它自己独立的坐标系。该坐标系与给定RFE的惯性矩主轴相重叠。在这样假设条件下，质量和惯性矩

7、就是描述RFE所需的唯一参数。这些参数量可以用一个对角质量矩阵的形式表示：(1)矩阵的前三项等于RFE的质量，后三项是RFE绕轴线的质量惯性矩。对于平面模型，只考虑在二维平面的运动，质量矩阵降维成以下形式：(2)在这个将结构的连续部分分割成段而建立的模型中，可以从下面的关系式计算出RFE的参数：（3)其中，ρ（i）——RFE材料的质量密度，A（i）——是横截面面积;——绕轴线的截面惯性矩。钢筋混凝土板或I形钢的截面积A（i）和截面惯性矩都是用来描述RFE的。每个编号为k的SDE都有沿自己主轴线的独立坐标系。SDE的主轴线有这样的性质——

8、作用在SDE这些轴线方向的力只导致这个方向的平移变形。描述SDE的主要参数是其弹簧和阻尼特性的确定系数。对结构自振问题，阻尼特性可以忽略不计。弹簧特性可以用两个矩阵来描述：平动刚度系数矩阵和转动刚度系数矩阵