圆弧浅拱面外动力稳定性实验研究*
2015-06-07李康杰刘爱荣卢汉文禹奇才
中山大学学报(自然科学版)(中英文) 2015年3期
李康杰,刘爱荣,卢汉文,禹奇才
(广州大学-淡江大学工程结构灾害与控制联合研究中心,广东广州510006)
近年来,地震和台风等自然灾害对拱型结构的破坏越来越引起人们的关注。结构失稳时具有和脆性断裂相似的特性,即结构失稳破坏往往突然发生,没有明显的征兆,这种破坏往往会造成大量的人员伤亡和巨大的经济损失。例如,2004年在台风“云娜”作用下,温州大学体育场屋盖结构发生整体失稳破坏;2008年汶川地震,作为钢筋混凝土悬链线双曲拱桥的明月渡涪江大桥和都江堰市的庙坝大桥都由于拱肋发生动力失稳发生全桥垮塌。众所周知,对于面内承受静力荷载的拱结构,当力的大小超过静力屈曲临界荷载时,结构往往会从一个平衡位置跳跃到另一个平衡位置,这是静力分支点失稳现象[1]。但对受动力作用的拱结构而言,承载力往往还未达到静力屈曲临界荷载时便发生了动力失稳,此时其稳定性由承受的动力荷载与拱的设计参数来控制。
对于拱的动力稳定问题,早在20世纪60年代,学者们就开始进行了研究[2-7]。其中,符华·鲍络金[8]对于双铰圆弧拱在周期性荷载作用下的面内动力稳定问题进行了探讨,得到了面内振动动力不稳定域,并通过拱反对称振动的参数激振实验揭示了在正对称荷载作用下拱的振动机理。近些年来,Chen与Yang等[9]通过理论与实验相结合的手段研究了浅拱在一端承受周期性荷载作用下的非线性动力响应。……
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