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第1章 绪论1

1.1研究意义1

1.2渡槽薄壁结构的基本变形5

1.2.1概述5

1.2.2渡槽薄壁结构的剪力中心6

1.2.3渡槽薄壁结构的自由扭转变形9

1.2.4渡槽薄壁结构的约束扭转变形11

第2章 渡槽薄壁结构建模与动力分析14

2.1单槽渡槽动力分析模型14

2.1.1渡槽空间振动位移参数14

2.1.2渡槽梁段单元刚度矩阵15

2.1.3渡槽梁段单元质量矩阵18

2.1.4渡槽梁段单元阻尼矩阵21

2.1.5渡槽支架建模23

2.1.6橡胶支座连接件的处理25

2.2双槽渡槽动力分析模型的建立26

2.2.1双槽渡槽薄壁结构特点26

2.2.2双槽渡槽薄壁结构空间振动位移27

2.2.3双槽渡槽薄壁单元位移模式及形函数矩阵28

2.2.4双槽渡槽薄壁单元刚度矩阵28

2.2.5单元竖向变形协调的处理方法31

2.2.6双槽渡槽薄壁单元质量矩阵33

2.2.7双槽渡槽水体对单元质量矩阵的影响36

2.2.8双槽渡槽橡胶支座连接件的处理38

2.3渡槽薄壁结构自振特性分析39

2.3.1结构自振频率和模态分析方法39

2.3.2单槽渡槽自振特性计算39

2.3.3双槽渡槽自振特性计算43

2.3.4渡槽自振特性计算48

2.3.5大型渡槽自振特性分析50

2.4渡槽薄壁结构地震响应计算55

2.4.1渡槽地震响应分析的必要性55

2.4.2渡槽薄壁结构地震响应分析56

2.5渡槽在多点激振时的动力反应58

2.5.1多点激振的基本原理及计算公式58

2.5.2渡槽在多点激振与同步激振下的动力反应比较60

2.6小结63

第3章 考虑流-固耦合的渡槽薄壁结构地震响应分析64

3.1概述64

3.2渡槽薄壁结构动力分析模型64

3.2.1考虑渡槽槽内水体的附联水等效质量及等效刚度64

3.2.2槽体-水动力相互作用的空间动力分析模型66

3.2.3支架梁单元考虑槽身自重影响的单元刚度矩阵71

3.3单墩渡槽自振特性计算73

3.3.1渡槽槽内无水74

3.3.2渡槽槽内有水75

3.3.3单墩渡槽计算实例77

3.4大型渡槽自振特性分析78

3.5单墩渡槽横向地震响应研究80

3.5.1渡槽无水空载80

3.5.2渡槽槽内设计水位81

3.5.3计算实例81

3.6大型渡槽地震响应计算实例83

3.7小结87

第4章 地震作用下渡槽薄壁结构弹塑性动力分析88

4.1概述88

4.2预应力钢筋混凝土材料的应力、应变关系88

4.2.1预应力钢筋混凝土梁的受力破坏过程88

4.2.2混凝土的应力-应变关系曲线90

4.2.3普通钢筋的应力-应变关系曲线92

4.2.4预应力钢筋的应力-应变关系曲线93

4.3求解预应力钢筋混凝土初曲率与初压应变的梯度法94

4.4钢筋混凝土与预应力钢筋混凝土横截面弯矩-曲率关系98

4.5渡槽薄壁结构弹塑性分析模型99

4.5.1几种常用的恢复力曲线模型99

4.5.2渡槽薄壁结构弹塑性动力分析模型102

4.5.3渡槽薄壁结构弹塑性单元特性矩阵103

4.5.4渡槽薄壁结构弹塑性单元非线性弹簧滞回特性104

4.6大型渡槽结构弹塑性地震响应研究105

4.6.1渡槽横截面滞回特性105

4.6.2基本假定108

4.6.3计算结果及分析109

4.7小结114

第5章 设置隔震支座的渡槽结构地震响应分析115

5.1引言115

5.2减（隔）震支座及其恢复力模型115

5.2.1隔震原理115

5.2.2减（隔）震支座及其恢复力模型116

5.3 Wen恢复力力学模型117

5.4双线性恢复力力学模型119

5.4.1双线性恢复力模型的滞回规则119

5.4.2时间插值点的确定121

5.5渡槽结构减（隔）震非线性动力方程求解122

5.6计算实例124

5.7小结130

第6章 渡槽结构纵向非线性碰撞分析131

6.1引言131

6.2碰撞分析模型131

6.3渡槽结构非线性碰撞时间插值点的确定134

6.4计算实例135

6.5小结153

第7章 渡槽结构减震控制155

7.1结构减震控制的基本概念155

7.1.1被动控制155

7.1.2主动控制156

7.1.3半主动控制157

7.1.4混合控制157

7.2地震作用下渡槽结构的主动控制设计157

7.2.1控制方程的建立157

7.2.2控制装置的布置159

7.3地震作用下渡槽结构的半主动控制163

7.3.1简单Bang-Bang控制算法——semi1163

7.3.2最优Bang-Bang控制算法——semi2164

7.3.3限界Hrovat最优控制算法——semi3164

7.3.4计算实例164

7.4基于磁流变阻尼器的渡槽结构减震控制165

7.4.1磁流变阻尼器简介165

7.4.2磁流变阻尼器的性能166

7.4.3 Bingham模型167

7.4.4 Boue-Wen模型167

7.4.5 Spencer模型168

7.4.6足尺磁流变阻尼器的模拟168

7.4.7考虑碰撞效应的半主动控制计算170

7.4.8渡槽半主动控制与无控的地震响应对比170

7.4.9半主动控制与主动控制效应的对比172

7.4.10磁流变阻尼器对碰撞效应的半主动控制173

7.5小结174

第8章 渡槽结构抗震性能试验研究175

8.1低周反复加载试验175

8.2渡槽支架拟静力试验177

8.2.1试验目的177

8.2.2试件设计177

8.2.3试验装置179

8.2.4加载制度179

8.2.5主要试验结果180

8.2.6破坏过程的宏观描述181

8.2.7骨架曲线182

8.2.8水平荷载-位移滞回曲线182

8.2.9结构延性系数183

8.2.10等效黏滞阻尼系数185

8.2.11模型荷载-位移滞回曲线的数值模拟186

8.3渡槽槽身拟静力试验187

8.3.1试验目的187

8.3.2试件的设计188

8.3.3试验装置190

8.3.4加载制度191

8.3.5主要测试内容191

8.3.6破坏过程的宏观描述192

8.3.7刚度退化195

8.3.8骨架曲线195

8.3.9模型试验的荷载-位移滞回曲线196

8.3.10模型荷载-位移滞回曲线的数值模拟199

8.4小结201

参考文献202