桅杆结构PDF电子书下载

绪论 1

0.1 桅杆结构的特点及应用 1

0.2 桅杆结构的非线性静力、动力特性 1

0.3 桅杆结构的阻尼因素 4

0.4 桅杆结构破坏分析 5

第一章 桅杆结构的选型与构造 7

1.1 桅杆结构设计原则 7

1.2 桅杆结构的选型 7

1.2.1 纤绳布置 7

1.2.2 杆身选型 10

1.3 桅杆结构的构造 12

1.3.1 杆身连接构造 12

1.3.2 纤绳与杆身节点连接构造 14

1.3.3 杆身腹杆连接构造 14

1.3.4 桅杆底座构造 15

1.4 桅杆结构的基础 16

1.4.1 基础材料与埋深 16

1.4.2 基础选型与构造 17

1.4.3 中央基础计算 20

1.4.4 桩基础设计 24

1.4.5 地锚基础设计 31

1.5 桅杆结构工程实例 38

1.5.1 美国电视桅杆 38

1.5.2 英国电视桅杆 40

1.5.3 德国通讯桅杆 41

1.5.4 波兰无线电桅杆 41

1.5.5 北京环境气象监测桅杆 43

1.5.6 广州输电塔 44

1.5.7 阿根廷旅游桅杆 44

1.5.8 西班牙巴塞罗那电视桅杆 45

第二章 计算荷载和作用力 47

2.1 荷载分类 47

2.2 风荷载 47

2.2.1 风的形成 47

2.2.2 风的基本特性 48

2.2.3 空气动力学与风荷载 57

2.2.4 风荷载的模拟 64

2.2.5 风振系数的计算 70

2.2.6 拟静力风荷载计算 75

2.2.7 横风向共振等效静力风荷载计算 78

2.2.8 最不利风荷载分布 79

2.3 裹冰荷载 80

2.3.1 裹冰荷载分布 80

2.3.2 裹冰荷载计算 80

2.3.3 裹冰风振特性 82

2.4 地震作用 83

2.4.1 地震波与地震反应特点 83

2.4.2 地震分布、震级及烈度 85

2.4.3 地震反应分析 87

第三章 桅杆结构静力分析 93

3.1 概述 93

3.2 纤绳计算 94

3.2.1 纤绳计算原理 94

3.2.2 纤绳方程式 98

3.2.3 纤绳工作研究 104

3.3 杆身计算 111

3.3.1 弹性支座连续梁法 111

3.3.2 杆身等效梁单元法 119

3.3.3 杆单元矩阵位移法 137

3.4 桅杆结构参数分析 143

3.4.1 纤绳初应力对桅杆结构受力性能的影响 143

3.4.2 纤绳布置对桅杆整体稳定的影响 148

3.5 桅杆结构静力计算实例 151

3.5.1 弹性支座连续梁法计算桅杆 151

3.5.2 杆身等效梁单元法计算桅杆 160

第四章 桅杆结构动力特性 166

4.1 概述 166

4.2 桅杆动力计算模型 167

4.3 纤绳自振特性 168

4.3.1 纤绳模型 168

4.3.2 纤绳自由振动 170

4.3.3 纤绳刚度计算 176

4.3.4 桅杆体系空间动力刚度 179

4.3.5 考虑阻尼影响的纤绳动力特性 180

4.3.6 设置辅助纤绳后纤绳的动力特性 183

4.4 杆身自振特性 186

4.4.1 杆身力学模型 186

4.4.2 迭代法求解杆身的自由振动 187

4.4.3 杆身自由振动简化计算 187

4.4.4 传递法计算杆身的自振特性 188

4.5 桅杆自振实测方法 190

4.5.1 桅杆实测自振法 190

4.5.2 桅杆实测共振法 192

4.5.3 桅杆实测脉动法 195

4.6 桅杆自振特性计算实例 198

4.6.1 格构式桅杆自振特性计算——算例一 198

4.6.2 格构式桅杆自振特性计算——算例二 200

4.6.3 单筒式桅杆自振特性计算——算例三 204

4.6.4 桅杆结构地震作用下自振特性计算 207

4.6.5 卸载后桅杆自由振动的计算研究 207

第五章 桅杆结构风效应与地震反应 211

5.1 概述 211

5.2 桅杆顺风向振动响应 212

5.2.1 桅杆顺风向振动分析 212

5.2.2 桅杆顺风向振动响应线性化分析——频域法 213

5.2.3 桅杆顺风向振动响应非线性分析——时域法 216

5.2.4 桅杆随机风振离散分析法 219

5.2.5 桅杆顺风向振动计算实例 225

5.3 桅杆横风向振动响应 240

5.3.1 桅杆横风向振动分析 240

5.3.2 桅杆横风向随机振动响应 241

5.3.3 桅杆横风向涡激振动响应 241

5.4 桅杆驰振响应 243

5.4.1 驰振的机理 244

5.4.2 纤绳裹冰驰振下桅杆结构动力计算 245

5.4.3 纤绳裹冰驰振算例 247

5.5 借助等效阻尼的简化风振计算 249

5.5.1 等效阻尼概念 249

5.5.2 参数选择 250

5.5.3 计算步骤 251

5.5.4 应用实例 261

5.6 桅杆地震反应 269

5.6.1 桅杆地震反应计算模型 269

5.6.2 地震作用下桅杆反应计算 273

5.6.3 脆杆地震反应计算实例 275

第六章 桅杆结构非线性振动中的参数振动和混沌现象 279

6.1 概述 279

6.1.1 非线性振动基本原理 279

6.1.2 非线性振动现象及机理 281

6.2 参数振动 283

6.2.1 桅杆的参数振动现象 283

6.2.2 纤绳参数振动方程 283

6.2.3 纤绳参数振动的动不稳定区 286

6.2.4 参数分析 288

6.3 跳跃现象 291

6.4 混沌动力特性 293

6.4.1 混沌现象分析 293

6.4.2 桅杆在不对称荷载作用下混沌动力计算 294

6.4.3 桅杆在对称荷载作用下混沌现象的研究 298

第七章 桅杆结构振动控制 302

7.1 概述 302

7.1.1 桅杆结构振动控制原理 302

7.1.2 桅杆结构振动控制方法 304

7.2 桅杆结构非线性振动控制理论 305

7.3 纤绳振动控制 308

7.3.1 纤绳参数选择 308

7.3.2 纤绳悬挂减振器 310

7.3.3 辅助纤绳控制 311

7.3.4 纤绳接地阻尼器 313

7.4 杆身振动控制 317

7.4.1 杆身构造措施 317

7.4.2 杆身阻尼器减振形式 322

7.4.3 TMD 对结构风振响应的控制 325

7.4.4 TSD 对结构风振响应的控制 330

7.4.5 TMD 参数研究 333

7.4.6 横风涡激振动控制参数研究 336

7.4.7 振动控制在桅杆实际应用中存在的问题 339

7.5 地震反应控制 343

7.6 桅杆结构 TMD 振动控制计算实例 345

7.6.1 桅杆实例 345

7.6.2 桅杆自振特性 346

7.6.3 TMD 参数 347

7.6.4 控制效果 348

第八章 桅杆结构疲劳分析 349

8.1 概述 349

8.1.1 桅杆结构疲劳现象 349

8.1.2 桅杆疲劳分析 350

8.2 桅杆结构疲劳计算方法 351

8.2.1 桅杆疲劳破坏区及其应力幅 351

8.2.2 疲劳强度计算 354

8.3 桅杆结构疲劳寿命计算 356

8.3.1 规范法计算桅杆疲劳寿命 356

8.3.2 随机疲劳理论计算桅杆疲劳寿命 359

8.4 桅杆结构抗疲劳措施 360

8.4.1 提高桅杆构件的疲劳性能 360

8.4.2 风振疲劳控制设计 361

8.5 桅杆结构疲劳计算实例 362

第九章 桅杆结构整体稳定 366

9.1 概述 366

9.1.1 桅杆结构稳定计算原理 366

9.1.2 桅杆结构静力稳定计算方法 367

9.2 临界力法计算桅杆静力整体稳定 367

9.2.1 精确法计算桅杆静力整体稳定 367

9.2.2 铰链法计算桅杆静力整体稳定 370

9.2.3 平均参数法计算桅杆静力整体稳定 373

9.2.4 初参数法计算桅杆静力整体稳定 374

9.3 极限位移法计算桅杆静力整体稳定 384

9.4 全过程位移跟踪法计算桅杆静力整体稳定 384

9.4.1 桅杆结构的非线性静力平衡方程 384

9.4.2 增量修正弧长法进行位移全过程跟踪 386

9.5 桅杆静力稳定计算实例 388

9.5.1 初参数法计算桅杆静力整体稳定 388

9.5.2 极限位移法计算桅杆静力整体稳定 390

9.5.3 桅杆静力整体稳定两种计算方法的比较 391

9.5.4 全过程位移跟踪法计算桅杆静力整体稳定 392

9.6 桅杆结构动力稳定性分析 392

9.7 桅杆结构动力稳定计算实例 397

第十章 桅杆结构试验测试及分析 399

10.1 概述 399

10.2 风洞试验桅杆模型设计 400

10.2.1 相似原则 400

10.2.2 模型设计 401

10.3 紊流场的模拟 403

10.3.1 紊流场测试仪器 403

10.3.2 模拟装置的调试 403

10.3.3 模拟装置布置及调试结果 403

10.4 桅杆结构自振特性测试及分析 406

10.4.1 模型1测试及计算结果 406

10.4.2 模型2、3测试及计算结果 408

10.5 紊流场下桅杆模型动力响应 410

10.5.1 模型1测试结果及分析 410

10.5.2 模型2在0°风向下测试结果及分析 416

10.5.3 模型2在0°、30°风向下的混沌现象 417

10.6 桅杆结构风振响应实测 420

附录一 桅杆破坏实例 425

附录二 纤绳的规格、连接和零件 428

附录三 桅杆支座和纤绳绝缘子 437

附录四 分布风段法及阵风系数法研究 440

附录五 蒲福风力等级表 445

附录六 福基达龙卷风等级表 446

附录七 全国基本风压标准值(kN/m2) 447

附录八 全国城市地震烈度区划表 451

附录九 中国地震烈度表(1980) 452

附录十 各种荷载分布的系数计算 454

附录十一 三角系数 a、b、c 表 455

附录十二 桅杆结构风洞试验测试 457

参考文献 459