体外预应力简支钢梁自振频率研究

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1、学校代码：10289分类号：TU393密级：公开学号：149100010江苏科技大学专业硕士学位论文（全日制专业学位）体外预应力简支钢梁自振频率研究研究生姓名陈淞导师姓名唐柏鉴教授申请学位类别工程硕士学位授予单位江苏科技大学学科专业建筑与土木工程论文提交日期2017年04月27日研究方向预应力钢结构论文答辩日期2017年06月08日答辩委员会主席马士良评阅人2017年06月08日分类号：TU393密级：公开学号：149100010工学硕士学位论文体外预应力简支钢梁自振频率研究学生姓名陈淞指导教师唐柏鉴教授江苏科技大学二O一七年六月AThesisSubmittedinFulfillm

2、entoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringResearchofVibrationFrequencyofExternalPrestressedSimplySupportedSteelBeamsSubmittedbyChenSongSupervisedbyProfessorTangBaijianJiangsuUniversityofScienceandTechnologyJune,2017江苏科技大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内

3、容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：年月日江苏科技大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权江苏科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于：(1)保密□，在年解密后适用本授权书。(2)不保密□。学位论文作者签名：指

4、导教师签名：年月日年月日摘要摘要体外预应力技术是后张法预应力施工技术的重要组成，属于无粘结预应力的一种。对于体外预应力结构工程而言，结构自振特性关系到结构的健康安全。但体外预应力结构的自振特性研究是一个复杂的问题，现有研究主要集中在混凝土梁领域，且试验现象与理论分析之间尚存在一些分歧，不同理论之间关于预应力参数对结构自振频率的作用规律未能统一，而体外预应力钢梁自振频率研究更是鲜有涉及。为探究预应力参数对体外预应力钢梁自振频率的作用规律，正确识别结构动力特性，本文针对现有研究的不足之处，从钢结构中预应力系统作用机理的角度出发，依据预应力拉索的布索特点，分别探究直线型布索、直线耦合型布

5、索及单折线型布索三种布索方式的预应力简支钢梁自振频率与预应力参数之间关系，运用结构动力学理论对上述三种体外预应力钢梁的自振频率进行理论研究，统一理论计算与已有试验结论；采用有限元软件ANSYS对理论分析结果进行验证；以现有典型试验模型为算例，探讨不同公式的计算结果。具体工作及成果如下：（1）对预应力系统的作用机理作简要阐述，基于作用机理建立直线型布索、直线耦合型布索及单折线型布索三种布索方式的预应力简支梁模型；采用能量法分析上述三种模型，列出振动方程，推导各布索方式下预应力简支钢梁自振频率计算公式。根据公式，预应力对预应力钢梁频率的作用规律与布索方式相关，即直线型布索预应力钢梁自振

6、频率随预应力增大而减小，直线耦合型布索预应力钢梁自振频率随预应力增大而增大，单折线型布索预应力钢梁自振频率随预应力增大而减小；钢梁频率随偏心距及拉索截面积的增大而增大。（2）采用有限元分析软件ANSYS建立三种布索方式的预应力简支钢梁模型，分别研究体外预应力简支钢梁中预应力大小、偏心距及拉索截面对钢梁一阶频率的影响，验证理论计算结果。结果表明，本文频率计算公式得出的结果与有限元结果吻合，能够为工程应用提供一定参考。（3）介绍刚度修正法、非线性计算法及等效刚度法三种主要的钢梁频率计算方法，以有限元分析结果及典型频率试验结果为基准，分别得到包括本文方法在内的四种频率计算方法下钢梁一阶频

7、率，并将理论值分别与有限元模拟值及试验值对比。结果表明：本文计算方法可以准确地描述预应力参数与钢梁频率之间关系，理论值与模拟值及试验值基本吻合。关键词：自振频率;体外预应力;简支钢梁;理论分析;数值模拟IAbstractAbstractExternalprestressingtechnologyisanimportantbranchofposttensionedprestressedconstructiontechnology,whichbelongstoakindo