大跨度格构式拱结构对行波效应的响应研究.docx

大跨度格构式拱结构对行波效应的响应研究
摘要：
本论文主要研究了大跨度格构式拱结构对行波效应的影响。通过数值模拟和实验研究，发现行波对大跨度格构式拱结构具有一定影响，特别是当行波频率与结构固有频率接近时，结构响应更为明显。因此，在设计大跨度格构式拱时，需要考虑行波对结构的影响，采取一定的结构措施，以确保结构的安全和稳定。
关键词：大跨度格构式拱；行波效应；数值模拟；实验研究；结构措施
一.介绍
大跨度格构式拱是一种常见的大跨度建筑结构类型，其结构形式简单、刚度高、稳定性能好，因此广泛应用于轻型、高空、开放式建筑中。然而，在某些地区，地震、风暴等自然灾害频繁发生，这些外部负载会产生一定的行波效应，对建筑结构产生影响。因此，在设计大跨度格构式拱时，需要对其对行波效应的响应进行分析研究，以确保结构的安全和稳定。
二.行波效应的基本概念
行波效应是指建筑结构长时间处于动态负载下，因彼此相互作用而导致建筑结构整体振动的特殊现象。行波可以分为两类：一是地震行波，二是风荷载引起的行波。
地震行波是由于地壳运动导致的地表振动。地震行波具有频率范围广、振幅大、能量密集、幅度随时间变化的特点。同时，地震行波的波形和频谱也随地震的地点和发生时间而变化。因此，在设计地震区大跨度格构式拱时，需要考虑地震行波对结构的影响。
风荷载引起的行波是指风向、风速、风压等因素引起的建筑结构振动。风荷载引起的行波具有频率窄、能量分布均匀的特点。同时，在长时间的风荷载作用下，建筑结构往往会发生疲劳破坏，因此需要注意风荷载引起的行波对结构的影响。
三.大跨度格构式拱对行波效应的响应
大跨度格构式拱结构对行波效应的响应与其结构的自然特性密切相关。当行波频率与结构固有频率接近时，结构响应较为明显。同时，在行波作用下，结构会发生变形、振动等现象，从而引起结构的破坏。
通过数值模拟和实验研究，可以得出以下结论：
（1）在特定的行波频段内，大跨度格构式拱会发生共振。如果共振频率较高，结构可能会发生破坏。
（2）采用大于结构固有频率的防振措施，可以降低行波对结构的影响。例如，在结构上设置附加质量、增加结构的阻尼等。
（3）在结构设计中，应采用抗震构造和抗风构造，以提高大跨度格构式拱的抗震和抗风能力。
四.结构措施的优化设计
针对大跨度格构式拱对行波效应的响应，可以采取以下结构措施：
（1）提高结构的自振频率：通过增加结构的剪切刚度、增加结构的弹性模量等措施，提高结构的自振频率，从而降低行波对结构的影响。
（2）增加阻尼：在结构上设置阻尼器或减震器等，增加结构的阻尼，从而降低行波对结构的影响。
（3）采用抗震构造和抗风构造：采用抗震构造和抗风构造，提高大跨度格构式拱的抗震和抗风能力。
（4）加强结构检测和维护：定期对大跨度格构式拱进行检测和维护，及时发现结构的损伤和变形，采取相应的维护措施，保证结构的安全和稳定。
五.结论
本论文主要研究了大跨度格构式拱结构对行波效应的响应。通过数值模拟和实验研究，发现行波对大跨度格构式拱结构具有一定的影响，特别是当行波频率与结构固有频率接近时，结构响应更为明显。因此，在设计大跨度格构式拱时，需要考虑行波对结构的影响，并采取一定的结构措施，以确保结构的安全和稳定。