向量式有限元應用於懸索橋非線性動力分析

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姓名

李承儒(Lee Chang Ru) 查詢紙本館藏

畢業系所

土木工程學系

論文名稱

向量式有限元應用於懸索橋非線性動力分析
(Nonlinear Dynamic Analysis of Suspension Bridge by the VFIFE Method)

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摘要(中)

本文以研究懸索橋受地震力作用後的動力歷時反應，並對懸索橋受力作用後的安全狀態進行破壞判定，使用的方法為向量式有限元素法，分析模型為碧潭吊橋模型，此模型是以光達掃描現況幾何後於sap2000建模在於VFIFE進行分析，以溫度與人數的監測資料調整模型，並於地震力與風力加載之後進行碧潭吊橋可能發生破壞的位置進行檢核，例如主纜索描定塊、鎢球軸承處、橋柱、鞍座等位置。

摘要(英)

This paper studies the dynamic response of the Suspension bridge after the earthquake force. Suspension bridge is Flexible structure. Determining the security status of suspension by force after the destruction failure. And using VFIFE to analyze the dynamic response. In this case, Bitan Suspension bridge is used. By using data of temperature and human being to build the model. And apply external forces into model to determining structure failure.

關鍵字(中)

★ 吊橋
★ 向量式有限元
★ 動力分析

關鍵字(英)

★ Suspension bridge
★ VFIFE
★ dynamic response

論文目次

摘要 I

Abstract II

致謝 III

目錄 IV

表目錄 VII

圖目錄 IX

第一章前言 1

1.1 研究起源 1

1.2 研究目的 2

第二章文獻回顧 2

2.1 向量式有限元 2

2.2 懸索橋理論回顧 4

2.3 懸索橋非線性種類 5

2.4 纜索理論 6

2.5 風力對懸索橋的影響 9

第三章向量式有限元理論 11

3.1 向量式有限元基本假設 11

3.2 點值描述 11

3.3 途徑單元 12

3.4 虛擬逆向運動 13

3.5 元素內力計算 15

3.6 向量式有限元計算程序 18

3.7 位移控制法 20

3.8 向量式有限元分析法流程圖 21

第四章外力加載與邊界破壞判斷 22

4.1 成橋疊代分析 22

4.2 二力構件熱效應加載流程 25

4.3 地震力加載方法 27

4.3.1 設計人工地震力 27

4.3.2 設計反應譜 30

4.3.3 時間域上製作人工地震 31

4.4 地震力設計加載流程 35

4.5 橋面板風力加載 36

4.6 纜索風力加載 38

4.7 破壞類型與辨別方法 39

4.7.1 纜索錨定支承處 40

4.7.2 纜索與鞍座表面滑移判別 41

4.7.3 橋塔混凝土剪切破壞 43

第五章數值算例 44

5.1 成橋分析比對算例 44

5.2 熱應變效應比對算例 47

5.2.1 算例1 47

5.2.2 算例2 49

5.3 碧潭吊橋模擬分析 52

5.3.1 成橋分析 58

5.3.2 成橋溫度效應比對算例 61

5.3.3 成橋行人載重比對算例 64

5.3.4 橋面行人載重與橋塔的傾角關係 66

5.3.5 錨定塊滑移分析 67

5.3.6 地震力作用分析 70

第六章結論與建議 92

6.1 結論 92

6.2 建議 92

參考文獻 93

附錄 A 98

附錄B 99

附錄C 102

參考文獻

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指導教授

王仲宇

審核日期

2015-8-28

推文