基于动力直接刚度法分析轴向变刚度钢-混组合梁自振特性
2021-08-11孙琪凯陶晓燕王章明龚怡明
振动与冲击 2021年15期
孙琪凯,张 楠,刘 潇,陶晓燕,王章明,龚怡明
(1.北京交通大学 土木建筑工程学院,北京 100044;2.中国铁道科学研究院集团有限公司 铁道建筑研究所,北京 100081;3.高速铁路轨道技术国家重点实验室,北京 100081)
组合梁因其具有自重轻、承载力高、刚度大等优点而被广泛应用于工程中。特别是钢-混凝土组合梁,能够充分发挥钢材抗拉和混凝土抗压的材料特点。钢-混组合梁的两种材料通常采用柔性剪力键连接,用于传递两者之间的剪力。由于剪力键是柔性的,混凝土板和钢梁之间会产生相对滑移,这被称为相互作用,使组合梁动力分析时必须考虑滑移带来的影响[1-4]。
钢-混组合梁的研究已比较常见。Newmark等[4]是较早提出考虑钢-混组合梁界面剪切滑移的学者。动力研究方面,Girhammar等[5]采用直接平衡法推导了考虑界面上剪切滑移的钢-混组合梁的运动平衡微分方程,得到了自振频率解析解。后又进一步推导了一般弹性支撑时,钢-混组合梁动力特性解析解[6]。侯忠明等[7-8]进一步验证了钢-混组合梁的振型正交性,并分析了其频率折减系数和刚度折减系数。Huang等[9]进一步讨论了边界条件为简支-简支、固支-自由、固支-简支和固支-固支的情况下,钢-混组合梁自振特性随剪力连接键刚度的变化规律。张云龙等[10]从能量法的角度推导了钢-混组合梁的自振特性,分析了其自振频率和振型与建立连接键之间的关系。从已有的研究来看,分析钢-混组合梁动力特性时,必须考虑钢混结合面上剪切滑移的影响。……
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