斜張橋風力作用下之非線性動力分析.pdf

第十四届全国结构风工程学术会议论文集 斜强橘凰力作用下之≥}腺性勤力分析 隙振莘1隙若莘2 148 (1高雄大晕土木舆瑷境工程犟系，高雄81 2建圜科技大睾空同段针系，彰化500) 摘要畏跨度斜强橘抗凰分析中，大多利用频率域的方法探求秸樽均方根值反虑，但此一方法 较嚣考量斜强橘非棕性特性，包括畿何非糠性舆耩索中垂效臆。在本文中，将以台湾最畏跨之高屏 溪斜强橘属例，考虑斜强橘梁住效臆舆畿何大燮位，以及橇索中垂效虑，建立一倜较属合理的有限 元素分析模式。另外，再以自回蹄模式中之多黠模式，建立凰速睛同履睛，造行斜强橘在凰力作用 下之非棕性勤力分析。而此一秸果将舆频率域分析比较得知，雨獯不同方法雎有差具，但倚在可接 受箍国内。此也颞示高屏溪斜强橘整髓秸棒畿何≥}糠性效虑监不明颢，但封於耩索的局部反愿，剐 须连一步探封。 阴踺嗣：斜强檑、非腺性分析、AR模式 1．前雷 耩索支撵橘梁在凰力作用下，最明颡的雨倜氯勤力效臆是平均凰速造成的颤振不穗定(flutter instability)，以及援勤凰速虚生的乱流所造成的抖振效．9窭l(buffetingresponse)”。颤振不穗定属於高凰 速之不穗定情形，是指某一蹄界凰速下，由於氯勤力舆箱棒的逼勤麈生的耦合效虑所引起之勤憋不 穗定。橘梁抖振效愿则是孱於较低凰速的反愿，主要是由於橘梁之非流棕型的橘面版破壤平滑氯流 的流埸，造成氯流的分雕，而地面粗糙度的涟界屠效虑同畴也畲影警氯流的穗定，所尊致的凰力援 勤效臆。一般而雷，抖振是考虑援勤凰速封秸棒物造成的反臆，而援勤凰速具有随横性，封秸棒反 庶之分析大多遭行频率域分析句，但逼些方法较鞋考虑非腺性同题。另外一獯分析方法属睛同域分 稀AR)、移勤平均(movingaverage，筒稀MA)、自迥蹄移勤平均(autoregressivemoving average，筒稀 迥睇移勤平均模式，此槿模式不僮可以将频藉函敷蒋换成违精畴同屋畴，也可以解决空躅相翩性的 同题。su等人∽提出一佃修改遇的畴同域分析方法，其方法是根掾凝静愍理输考虑氯勤力，修改傅 杭的峙同域式，监虑用此方法探封斜强橘之颤振反虑。 在本文中，主要是利用畴同域遣行抖振分析，属考虑平均凰速造成的颤振效愿，先以氯勤力劲 度舆氯勤力阻尼衲入秸棒特性中，援勤凰力则是考虑空同的相阴性，利用自迥蹄模式的多黠模式， 建立凰速的畴同屋畴：秸棒特性则考虑畿何非棣性，包括梁．柱效虑、大燮位以及橇索中垂量，遭行 1 畴同域非棕性分析。本文将以50公尺畏的高屏溪斜强橘作属分析案例。 2．橘梁空氯勤力 2．1逼勤方程式 一佃三稚橘梁受凰力作用畴，其逼勤方程式可用矩障形式表示成 【M】协O))+【C]如(r))+[K]{D(f))：伊O)) 533 第十四届全国结构风工程学术会议论文集 [C】舆[K】分别属秸棒之赏量、阻尼和劲度矩障。将位移向量以振戆形式表示，利用振憩形状函敷之 正交性，则藉棒第m佃振憨之逼勤方程式可改寤成 M：[也O)+2己‰tO)+蚝以O为：钐。y仁O)) (2) 其中{无}属第m振戆之形状函敷矩障：{x)属魔羲座檩向量，峨=钐。y∞彩。)，己舆‰分男Ⅱ属 第m振憋之秸棒阻尼比及角频率。 一般而雷，橘塔及钢耩所受凰力速较橘面版小，因此，可忽略凰力封此二者之影警，馑考虑橘 分属自身援勤力和抖振力雨獯连行分析。其中，自身援勤力作用在橘面簖黠i之垂赢向、顺凰向及 扭褥向各分量可寤成 (3) Lm三∥2(2BxK)【Ⅳ湫)学+Ⅳ；(K)掣+K／-／：(K龇)】她 (4) 见(f)=三pu2