格构式塔架结构基于线性与几何非线性分析的抗风优化设计方法研究.pdf

《格构式塔架结构基于线性与几何非线性分析的抗风优化设计方法研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、’隸—－？：护足聲鷄或＊ｒ．、．＇＂严＂’冷＾伽：：．：、．：．／；－，寒成ｊｖ－霉編二＇ｒ＊一為，，Ｐ黎ｆ￣＇、／、Ｓ－成４、／、＜．７、ｆ媒苗ｒ衝媒？沪，；．、＞。方４．，Ｗ—．’＾．．背，－雜代码：１１０７８＞鍵歌為点皆．可ｆ避说，Ｖ１城’、．Ｍ６００．－：１茲：—．吗窜：二：学号：装巧：驶艇每：．撕．吹禱俾＇轉賴方＇：’＾心．，－钟。．、纖热據衣、成作简茸。￣／护、，臀‘’＇＂＊＇，．違＼於换、：霸罪皆：：，托．澡寶中劝知、：躬．都切梯一＇．

2、憩南霄．篇货本．心ｊ驅－－ｎｉ：：＂麵薄法：．■＇、学了位＊＾’也、隶兴磯？．？、八－■＇？人．新乂；：，、．．巧来ｖ％：鄭始１、／＇，．’＇＇：．‘…一作＇、．．？可巧＞扣？。：芭１叶＾－一山蟲終巧；展；：；一：：ｒ與、＼、ｆ户．－．、毫脚麵磯ｒ撇麵認１挪；道＾．＇—卢‘、－：－｜－、、－Ｖ？勺＇满飞Ｋ’’：．巧ＪＶ〇■；；１了格橡榮塔攀缝构基性与几佩職性护＾、哥巧颜瓦满ｆ孩女若：轉＇：．’’’￣—－＂．＾、－．—－＇．．－：＇ｉ’－一－＇■

3、－—．＇、；／ｔ乂，：＾＾？＾ｆ．．弘一ｉ，＼ｂ＾＼ｊ１的碧‘分祈诞法风鱗；蒙贿折．片據嚇〇＃據琴－，慰一嘴；輸纖；；培凝准巧馴．位？本＇－：禱鞭柔赫巧辭邁试薪扭継阳研究－公员轉Ｖ＿：傅．ａ．合导师姓名放职赖片如弁？：，Ｓ巧＇、－＊＇、■尸！＇．－■‘．，．．－皆為Ｖ的八．＇矿／：—、究－碼：睁每巧ｉｐ％編＾養＇年辛若嶺０资敏年级构工程？业觀：：安名棘专’＇—＇？’二零六巧丢於戶年壽濟，．Ｔ篇每日Ｖ鼻胃论文提交期、＇＇為‘、＇、＇’

4、‘‘，、－‘心一恕户賣八墨；：．嘴；，；■心，巧＞ＶＶ麟！、‘、＇．、．…．；＇’、，＇科ＷＡ，‘．ｖ．／、、，侣、侣盛矣妓评从屯、ｈ，教广州大学博士学位论文格构式塔架结构基于线性与几何非线性分析的抗风优化设计方法研究专业：结构工程博士生：吴本刚指导教师：傅继阳研究员摘要格构式塔架结构由于杆件细长且整体结构表现为轻质、高柔、小阻尼等特性，在风荷载作用下容易出现大位移而产生失稳破坏。目前此类塔架结构的抗风设计主要是凭借工程师的经验以及在线弹性分析并考虑长细比的影响下反复试算完成，虽然最

5、终的设计从满足规范上可行，但结构设计尺寸并不一定最优。本文以应用广泛的格构式塔架结构为研究对象，借助于风速时程的数值模拟和风速非平稳性分析，得到平稳的脉动风速时程，一方面结合风致结构响应的随机振动分析得到结构的等效静力风荷载，另一方面考虑线性与几何非线性分析的风致响应对设计变量的敏感度分析，结合改进的最优准则优化算法和大型有限元软件SAP2000的API开发环境，实现了对格构式高耸塔架结构基于线性与几何非线性分析的抗风优化设计方法研究，具体表现在以下几个方面：1、在实测风速非平稳分析方面，采用经验模态分解

6、法，建立了考虑风速风向耦合效应的三维非平稳风速模型，进一步发展了时变标准方差、时变湍流强度的概念。以台风实测风速数据的分析，并与传统的选取基本时距的平稳模型进行对比分析，验证了所提三维非平稳风速模型在获取平稳的脉动风速时程具有较好准确度。2、在脉动风速数值模拟计算方面，采用谐波合成法的数值模拟原理实现了沿高度方向多点的脉动风速模拟，考虑了脉动风速的自相关系数、互相关系数、湍流强度、自谱和互谱等参数指标，采用EMD法进行非平稳性分析获取了较为平稳的脉动风速时程。并且采用基于多核平台的并行计算架构进行模拟程序

7、设计，提高了数值模拟的计算效率。3、在风致结构随机振动分析方面，以一通信塔线结构为例，采用基于MATLAB的SAP2000应用程序接口开发环境，结合脉动风荷载的空间分布形式，实现了本征特I格构式塔架结构基于线性与几何非线性分析的抗风优化设计方法研究征分解和Ritz模态分析相结合的Ritz-POD算法求解Ritz振型，结合谐波激励法和荷载-响应相关法，实现了结构风振响应和等效静力风荷载的高效分析。4、对于结构风致响应（包括节点位移与杆件应力等）对截面设计变量的敏感度分析，本文从有限元求解的逆过程来进行相关敏

8、感度公式的推导。根据空间梁单元几何非线性分析中单元切线刚度矩阵元素的构成特点，提出了基于SAP2000的单元杆端外力敏感度的计算公式，进而为节点位移和杆件应力敏感度的求解提供了基础。5、对格构式结构考虑几何非线性分析的临界荷载因子及其敏感度分析，详细阐述了用“one-pointapproach”和“two-pointapproach”预估非线性临界荷载因子及其敏感度的计算原理，提出了利用节点内力敏感度求解临界荷载因子敏感度的相