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第1章 绪论1

1.1 概念设计、构造设计与结构特征参量1

1.1.1 概念设计和构造设计1

1.1.2 结构特征参量1

1.1.3 概念设计、构造设计与结构特征参量三者之间的关系2

1.2 性态设计的发展3

1.3 Pushover方法的计算原理及应用4

1.4 国内外研究现状5

1.4.1 特征参量指导结构的概念设计和构造设计5

1.4.2 特征参量指导结构性态设计6

1.4.3 目前特征参量指导结构设计存在的问题7

1.5 研究目的7

1.6 研究的内容和主要工作7

第2章 基于频率分析的工程结构设计方法研究9

2.1 预应力和恒载对结构频率的影响分析9

2.1.1 受预应力作用的梁动力学方程9

2.1.2 受预应力作用的梁动力学方程求解10

2.1.3 受预应力作用的梁动力学方程有限元解法11

2.1.4 受恒载作用下梁动力学方程18

2.1.5 同时考虑恒载和预应力效应对结构频率影响分析18

2.2 梁特性对结构频率的影响分析19

2.3 调整与控制高耸塔式结构基本频率的基本原则25

2.3.1 调整自振频率的手段25

2.3.2 调整与控制高耸塔式结构基本频率的基本原则30

2.3.3 高耸塔式结构基本频率影响参数敏感性分析31

2.3.4 高耸塔式结构基本频率调整实例34

2.4 某雷达塔动力特性现场测试36

2.4.1 基本频率测试方案36

2.4.2 模态识别结果42

2.4.3 频率识别结果与计算结果的对比52

第3章 基于振型分析的工程结构设计方法研究53

3.1 振型分类及能量独立性证明53

3.2 结构位移的振型展开59

3.3 基于振型的结构反应计算式推导61

3.4 振型在结构构件设计上的应用研究62

3.4.1 振型振动方式的两阶段评判62

3.4.2 位移展开满足精度要求的振型数判别式64

3.4.3 适中柱和普通梁位移向量在振型坐标基上的投影分析66

3.4.4 短柱和深受弯构件位移向量在振型坐标基上的投影分析70

3.5 振型分析对结构设计的指导作用75

第4章 特征参量在结构设计中的综合应用78

4.1 频率对渡槽三向预应力张拉顺序的指导作用78

4.1.1 渡槽项目的研究背景78

4.1.2 渡槽分析模型78

4.1.3 3种预应力槽型动力特性分析80

4.1.4 无肋矩形渡槽预应力张拉顺序分析81

4.1.5 频率指导渡槽预应力张拉顺序分析结论84

4.2 梁柱尺寸对节点核心区振型参与度的影响分析85

4.2.1 节点核心区振型参与度的定义85

4.2.2 梁跨高比变化对节点振型参与度的影响85

4.2.3 柱剪跨比变化对节点振型参与度的影响87

4.2.4 节点核心区振型参与度结论89

第5章 工程结构动力计算参数和性态目标的确定91

5.1 动力计算方法和地震波的选取91

5.2 地震波、反应谱和功率谱的相互转化91

5.2.1 由反应谱生成地震波91

5.2.2 由地震波生成反应谱93

5.2.3 地震波和反应谱相互生成例题93

5.3 弹塑性反应谱的生成97

5.4 性态目标的确定98

5.5 斜靠式拱桥动力特性和地震分析98

5.6 考虑空间和时间效应的连续梁桥地震反应分析102

第6章 基于特征参量的工程结构性态设计108

6.1 基于特征参量分析的工程结构性态设计一般步骤108

6.2 多模态自适应Pushover分析方法108

6.2.1 Pushover方法和特征参量分析108

6.2.2 自适应多模态Pushover方法实现过程109

6.2.3 多模态自适应Pushover优点110

6.3 考虑P-delta效应的高桥墩性态设计113

第7章 结论与展望117

7.1 结论117

7.2 展望118

参考文献119