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第1章 绪论 1

1.1研究意义 1

1.2渡槽薄壁结构的基本变形 5

1.2.1概述 5

1.2.2渡槽薄壁结构的剪力中心 6

1.2.3渡槽薄壁结构的自由扭转变形 9

1.2.4渡槽薄壁结构的约束扭转变形 11

第2章 渡槽薄壁结构建模与动力分析 14

2.1单槽渡槽动力分析模型 14

2.1.1渡槽空间振动位移参数 14

2.1.2渡槽梁段单元刚度矩阵 15

2.1.3渡槽梁段单元质量矩阵 18

2.1.4渡槽梁段单元阻尼矩阵 21

2.1.5渡槽支架建模 23

2.1.6橡胶支座连接件的处理 25

2.2双槽渡槽动力分析模型的建立 26

2.2.1双槽渡槽薄壁结构特点 26

2.2.2双槽渡槽薄壁结构空间振动位移 27

2.2.3双槽渡槽薄壁单元位移模式及形函数矩阵 28

2.2.4双槽渡槽薄壁单元刚度矩阵 28

2.2.5单元竖向变形协调的处理方法 31

2.2.6双槽渡槽薄壁单元质量矩阵 33

2.2.7双槽渡槽水体对单元质量矩阵的影响 36

2.2.8双槽渡槽橡胶支座连接件的处理 38

2.3渡槽薄壁结构自振特性分析 39

2.3.1结构自振频率和模态分析方法 39

2.3.2单槽渡槽自振特性计算 39

2.3.3双槽渡槽自振特性计算 43

2.3.4渡槽自振特性计算 48

2.3.5大型渡槽自振特性分析 50

2.4渡槽薄壁结构地震响应计算 55

2.4.1渡槽地震响应分析的必要性 55

2.4.2渡槽薄壁结构地震响应分析 56

2.5渡槽在多点激振时的动力反应 58

2.5.1多点激振的基本原理及计算公式 58

2.5.2渡槽在多点激振与同步激振下的动力反应比较 60

2.6小结 63

第3章 考虑流-固耦合的渡槽薄壁结构地震响应分析 64

3.1概述 64

3.2渡槽薄壁结构动力分析模型 64

3.2.1考虑渡槽槽内水体的附联水等效质量及等效刚度 64

3.2.2槽体-水动力相互作用的空间动力分析模型 66

3.2.3支架梁单元考虑槽身自重影响的单元刚度矩阵 71

3.3单墩渡槽自振特性计算 73

3.3.1渡槽槽内无水 74

3.3.2渡槽槽内有水 75

3.3.3单墩渡槽计算实例 77

3.4大型渡槽自振特性分析 78

3.5单墩渡槽横向地震响应研究 80

3.5.1渡槽无水空载 80

3.5.2渡槽槽内设计水位 81

3.5.3计算实例 81

3.6大型渡槽地震响应计算实例 83

3.7小结 87

第4章 地震作用下渡槽薄壁结构弹塑性动力分析 88

4.1概述 88

4.2预应力钢筋混凝土材料的应力、应变关系 88

4.2.1预应力钢筋混凝土梁的受力破坏过程 88

4.2.2混凝土的应力-应变关系曲线 90

4.2.3普通钢筋的应力-应变关系曲线 92

4.2.4预应力钢筋的应力-应变关系曲线 93

4.3求解预应力钢筋混凝土初曲率与初压应变的梯度法 94

4.4钢筋混凝土与预应力钢筋混凝土横截面弯矩-曲率关系 98

4.5渡槽薄壁结构弹塑性分析模型 99

4.5.1几种常用的恢复力曲线模型 99

4.5.2渡槽薄壁结构弹塑性动力分析模型 102

4.5.3渡槽薄壁结构弹塑性单元特性矩阵 103

4.5.4渡槽薄壁结构弹塑性单元非线性弹簧滞回特性 104

4.6大型渡槽结构弹塑性地震响应研究 105

4.6.1渡槽横截面滞回特性 105

4.6.2基本假定 108

4.6.3计算结果及分析 109

4.7小结 114

第5章 设置隔震支座的渡槽结构地震响应分析 115

5.1引言 115

5.2减（隔）震支座及其恢复力模型 115

5.2.1隔震原理 115

5.2.2减（隔）震支座及其恢复力模型 116

5.3 Wen恢复力力学模型 117

5.4双线性恢复力力学模型 119

5.4.1双线性恢复力模型的滞回规则 119

5.4.2时间插值点的确定 121

5.5渡槽结构减（隔）震非线性动力方程求解 122

5.6计算实例 124

5.7小结 130

第6章 渡槽结构纵向非线性碰撞分析 131

6.1引言 131

6.2碰撞分析模型 131

6.3渡槽结构非线性碰撞时间插值点的确定 134

6.4计算实例 135

6.5小结 153

第7章 渡槽结构减震控制 155

7.1结构减震控制的基本概念 155

7.1.1被动控制 155

7.1.2主动控制 156

7.1.3半主动控制 157

7.1.4混合控制 157

7.2地震作用下渡槽结构的主动控制设计 157

7.2.1控制方程的建立 157

7.2.2控制装置的布置 159

7.3地震作用下渡槽结构的半主动控制 163

7.3.1简单Bang-Bang控制算法——semi1 163

7.3.2最优Bang-Bang控制算法——semi2 164

7.3.3限界Hrovat最优控制算法——semi3 164

7.3.4计算实例 164

7.4基于磁流变阻尼器的渡槽结构减震控制 165

7.4.1磁流变阻尼器简介 165

7.4.2磁流变阻尼器的性能 166

7.4.3 Bingham模型 167

7.4.4 Boue-Wen模型 167

7.4.5 Spencer模型 168

7.4.6足尺磁流变阻尼器的模拟 168

7.4.7考虑碰撞效应的半主动控制计算 170

7.4.8渡槽半主动控制与无控的地震响应对比 170

7.4.9半主动控制与主动控制效应的对比 172

7.4.10磁流变阻尼器对碰撞效应的半主动控制 173

7.5小结 174

第8章 渡槽结构抗震性能试验研究 175

8.1低周反复加载试验 175

8.2渡槽支架拟静力试验 177

8.2.1试验目的 177

8.2.2试件设计 177

8.2.3试验装置 179

8.2.4加载制度 179

8.2.5主要试验结果 180

8.2.6破坏过程的宏观描述 181

8.2.7骨架曲线 182

8.2.8水平荷载-位移滞回曲线 182

8.2.9结构延性系数 183

8.2.10等效黏滞阻尼系数 185

8.2.11模型荷载-位移滞回曲线的数值模拟 186

8.3渡槽槽身拟静力试验 187

8.3.1试验目的 187

8.3.2试件的设计 188

8.3.3试验装置 190

8.3.4加载制度 191

8.3.5主要测试内容 191

8.3.6破坏过程的宏观描述 192

8.3.7刚度退化 195

8.3.8骨架曲线 195

8.3.9模型试验的荷载-位移滞回曲线 196

8.3.10模型荷载-位移滞回曲线的数值模拟 199

8.4小结 201

参考文献 202

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