预应力混凝土梁动力性能数值分析

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1、学兔兔www.xuetutu.com第31卷第1期JournalofCivil．Architectural8LEnvironmentalEngineering土木建筑与环境工程，Vo1．31NO．12009年2月Feb．2009预应力混凝土梁动力性能数值分析李瑞鸽，杨国立，张耀庭(1．华中科技大学土木工程与力学学院，武汉430074；2．河南城建学院，平顶山467044)摘要：为了解预应力混凝土(PSC)梁在不同预应力下的自振频率和振型的变化，采用Clough提出的轴力作用下混凝土梁的模型对PSC梁的频率进行了有限元分析，结果是随着预应力的增加，频率呈下降趋势，振型不随预应力

2、的变化而改变。为验证有限元分析的准确性，同时进行了1根无粘结预应力梁的动力试验。试验结果表明：预应力梁的固有频率随着预应力的增加而增加，显然轴压模型不适于PSC梁的频率分析，通过分析影响频率变化的主要因素，并依据试验结果对PSC梁的动力有限元模型进行了修正。计算结果表明：该修正方法计算出梁的一阶频率的误差较小，2阶频率的误差稍大，但也可以反映频率随预应力改变的变化趋势。关键词：预应力混凝土；预应力；自振频率；振型；有限元；数值分析中图分类号：TU378．1；TU317．1文献标志码：A文章编号：1674—4764(2O09)01—0001—06NumericAnalysiso

3、ftheDynamicPerformanceofaPrestressedConcreteBeamLIRui—ge，YANGGuo-li，ZHANGYao—ting(1．SchoolofCivilEngineeringandMechanics，HuazhongUniversityofScienceandTechnology，Wuhan430074，P．R．China；2．CivilEngineeringDepartment，PingdingshangInstituteofTechnology，Pingdingshan467001，P．R．China)Abstract：Thefi

4、niteelementOfaprestressedconcrete(PSC)beamisanalyzedinacaseofdiverseprestressingforces．ThemechanicalmodelappliedisthatadvancedbyCloughforaconcretebeambearingaxialforce．Theresultsindicatethatthebeamfrequenciesdecreasewithincreasingprestressingforce．Adynamicexperimentofanon—bondedPSCbeamwasca

5、rriedouttovalidatetheveracityofthefiniteelementanalysis．Testbeamfrequenciesincreasewithincreasingprestressingforce．TheanalysismodelthusisunfitforfrequencyanalysisofaPSCbeam．Thedeterminantfactoroffrequenciesisanalyzed，andthedynamicmodelismodifiedaccordingtoexperimentalresults．Themodifiedmode

6、lanalysisresultshowsthat：thecalculatedfrequenciesofmode1agreewiththetestresultswell；thefrequenciesofmode2possessomeerrors；and，themodifiedmodelcanreflectthedirectionoffrequencychangealongwiththechangeofprestressingforcewel1．Keywords：prestressedconcrete；prestressingforce；naturalfrequency；mode

7、；finiteelement；numericanalysis梁式预应力混凝土结构是土木工程中广泛应用应力对其动力性能的影响规律还没有明确]。的预应力混凝土结构型式之一E1]。但是梁中有效预PSC梁是由受压的混凝土、受压的普通钢筋、受拉的收稿日期：2008—07～15基金项目：国家自然科学基金资助项目(5O378O41／EO8O7)作者简介：李瑞鸽(1973一)，女，华中科技大学副教授，博士研究生，(E-mail)liruige@eyou．corn。张耀庭(联系人)，男，教授，华中科技大学博士生导师，(E