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新书速递 | 《复杂索缆体系动力学分析及智慧监测》上市啦

发布时间:2023-01-29 13:50:53     发布者:市场部    阅读数次:2774


    索缆结构是现代结构承力体系的一个重要类型,凭借其优美的建筑造型和良好的结构性能,被广泛应用于大型工业厂房、大型场馆、高耸和大跨度桥梁等建筑结构中。

    作为索缆结构的最基本构件,拉索通过轴向拉伸能力来抵抗外荷载作用,使得钢材的强度得以充分利用。同时,由于拉索自重轻、强度高,以及施工便捷等特点,不仅被直接应用于各类工程结构中,而且还成为复杂索缆结构的重要构件被现代工程所广泛使用。随着社会需求的增加,伴随着大跨和高耸建筑如雨后春笋般的出现,结构用索的长度也在不断突破。1993年上海杨浦大桥的最长拉索达330m1999年日本Tatara桥的最长拉索达540m,苏通大桥上最长的斜拉索接近600m,而沙特阿拉伯在建的Kingdom Tower中最长索的设计长度已超过700m

            

    为了形成合理空间结构受力体系,或者为了改善结构的某些受力性能,现代结构设计理论常常将柔性拉索、弹性或刚性支撑元件、连接构件、减振元件等组合使用,形成更为复杂的索缆体系,使得拉索材料的强大抗拉能力在整个3D空间内按照设计者的意愿来任意分布,起到改善结构的空间协调能力和其他力学性能的作用,从而使结构的整体跨度和性能得到更大程度的提升。近几十年来,复杂索缆体系被越来越多地用于大跨斜拉桥、悬索桥、拱桥,也用于各种场馆等大跨结构。

            

    不管是单根拉索,还是由主要承力元件——拉索构成的索缆结构,它们一个共同的突出问题就是,由于拉索长细比大,横向刚度和内阻尼很小,在风荷载、移动荷载等的影响下,容易产生各种类型的振动现象,导致内部钢丝中产生交变应力。这种振动现象不仅会导致结构的动力稳定性、安全性问题,而且也会导致结构疲劳耐久性和使用性。过大的振动会导致拉索拉断,危及结构安全;无时不在的环境振动是拉索疲劳的主要诱因,在自然环境的侵蚀性耦合条件下,疲劳腐蚀更是影响索缆结构寿命的杀手;当然,过大的振动,也会对斜拉桥的安全运营和正常使用带来严峻考验,同时还会影响行车舒适度甚至给行人带来视觉上、心理上的恐慌。这些问题都与索缆结构的动力学分析有关。可以这样认为,对于索缆结构体系,其动力学分析问题已超越其静力分析问题,成为此类工程结构的设计、运营期性能监控与维护、振动控制的关键问题。

                

                        淡丹辉 韩飞 徐斌 著

                        ISBN978-7-5478-5750-2

                           定价:290.00

    工程中用作承力的索缆结构,绝大多数属于张紧力来提供刚度,因此其动力分析问题多属于小垂度张紧拉索问题。对于单索的动力学分析问题而言,在某些情况下可以用简化力学模型(如张紧弦)予以解决,并不存在任何难度;然而,在如下一些情况下,其动力学分析问题就变得非常困难,已有的动力分析理论已经不足以解决问题,需要进行专门动力分析理论和方法研究:

(1)对分析精度敏感,且需要考虑更多拉索设计参数和边界条件的情况,比如短索、复合索情况,以及需要精确识别控制拉索单索的动力学行为的情况。

(2)为了改善动、静力性能而在端部或中部附加一些横向受力元件的拉索体系,如索-阻尼器系统、索-质量块系统和索-弹簧系统等。

(3)多个拉索构件组成的空间索网结构、索于刚性构件组成的复合结构等。

    上述3种情形下的索缆结构,已不同于简单的单索体系,其复杂程度不仅体现在结构的几何构型上,而且体现在其动力学行为上。以单索附加横向力元件组成的最简单索缆体系为例,由于横向力元件的存在并参与受力,不仅会改变拉索系统的静力特性,同时也会改变系统的动力行为和特性。这种改变也给利用已有的拉索动力分析方法进行动力行为和特性分析带来很大的困难。

    可见,索缆结构虽然这可以一定程度上改善单个拉索的动力性能,但同时也不可避免地增加了动力分析的难度。已有的动力学分析方法已经难于解决复杂索缆体系的动力学分析问题。因此,鉴于现代土木工程结构对于复杂索缆系统的日益增长的需求,以及对其精确动力学分析的需求,迫切需要研究发展一套专门用于复杂索缆结构的动力分析理论和方法。

本书特点:

    动力学分析是索缆结构设计、服役期性能监测与维护、振动控制的关键问题。随着现代工程结构跨度和高度的不断增长,复杂索缆体系成为一种必然选择。在此情况下,已有的针对简单、高效、高精度的解析方法来分析复杂索缆体系的动力问题,已成为一个迫切需要解决的难题。本书主要介绍了基于动刚度理论的复杂索缆系统的动力分析理论方法,以解决复杂索缆系统的动力特性分析、索力监测与识别、系统参数识别、振动控制、索缆疲劳状态智慧感知和疲劳寿命预测等问题。

             

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