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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:葉致鳴
研究生(外文):Chih-Ming Yip
論文名稱:增量變勁度法用於斜張橋結構塑性分析
論文名稱(外文):Plastic Analysis of Cable-Stayed Bridges by using Increment-Varied Stiffness Method
指導教授:王寶璽
指導教授(外文):Pao-Hsii Wang
學位類別:碩士
校院名稱:中原大學
系所名稱:土木工程研究所
學門:工程學門
學類:土木工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2007
畢業學年度:95
語文別:中文
論文頁數:110
中文關鍵詞:塑性分析增量變勁度法極限承載力斜張橋
外文關鍵詞:plastic analysisload-carrying capacityIncrement-Varied Stiffness Methodcable-stayed bridge
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本文應用有限元素法建立以增量變勁度法進行二維斜張橋結構塑性分析模式,重點在置於斜張橋結構極限承載力分析。藉電子計算機模擬分析,探討斜張橋整體結構塑性行為及其極限承載力。本文先以增量變勁度法進行桁架及剛架塑性分析,並以文獻及手算方式驗證所建立之分析理論與電算程式之正確性,之後再進行斜張橋結構塑性分析,探討塑性行為對斜張橋結構行為之影響。增量變勁度法塑性分析時,把原非線性問題轉化為階段線性問題(piecewise linearized problem)處理,也就是以多階段線彈性區間方式進行塑性分析。文中非線性效應考慮了樑柱效應及纜索中垂效應之影響。
The aim of this thesis concerns with the plastic analysis of cable-stayed bridges by using Increment-Varied Stiffness Method. A finite element computation procedure using Increment-Varied Stiffness Method is set up for the nonlinear plastic analysis of such kind of structures to evaluate the ultimate load-carrying capacity. Several simple rigid frames, truss and three different types of cable-stayed bridges are selected in this thesis. In the Increment-Varied Stiffness method the nonlinear plastic problem is treated as a piecewise linearized problem. The nonlinearities due to beam-column and cable sag effects are considered in the analysis of cable s tayed bridges. The plastic behaviors of cable-stayed bridges are examined detailedly, such as the deflection of girders and towers, and the member forces induced by plastic deformation.
中文摘要
英文摘要
誌謝
目錄 ...........................................................................................I
圖目錄 .........................................................................................III
表目錄 .........................................................................................V
第一章 前言 ....................................................................................1
第二章 斜張橋結構 ..............................................................................4
2.1 斜張橋的組成 ...............................................................................4
2.2 主樑支承體系 ...............................................................................7
2.3 斜張橋的非線性效應 .........................................................................8
第三章 塑性分析模式.............................................................................10
3.1 材料應力應變關係............................................................................10
3.2 軸力桿件....................................................................................11
3.3 彎曲桿件....................................................................................11
3.4 塑性分析方法................................................................................13
第四章 斜張橋結構分析...........................................................................15
4.1系統方程式….................................................................................15
4.1.1基本假設...................................................................................15
4.1.2非線性系統方程式...........................................................................16
4.1.3線性化增量系統方程式.......................................................................16
4.1.4線性系統方程式.............................................................................17
4.2 元素勁度矩陣…..............................................................................17
4.2.1平面纜索元素...............................................................................18
4.2.2平面樑柱元素...............................................................................19
4.3 初形分析…..................................................................................20
第五章 塑性分析方法…...........................................................................24
5.1 基本假設…..................................................................................24
5.2 基本觀念....................................................................................24
5.2.1纜索元素塑性分析...........................................................................24
5.2.2樑柱元素塑性鉸分析.........................................................................25
5.3 斜張橋增量變勁度法分析流程..................................................................29
第六章 簡單剛架與桁架算例.......................................................................33
6.1 桁架........................................................................................33
6.1.1 三桿桁架..................................................................................33
6.1.2高度靜不定桁架.............................................................................35
6.2 門形剛架....................................................................................38
第七章 斜張橋算例 ..............................................................................39
7.1 對稱輻射狀斜張橋............................................................................39
7.1.1初形分析...................................................................................39
7.1.2塑性分析...................................................................................40
7.2 對稱豎琴狀斜張橋............................................................................41
7.2.1 初形分析..................................................................................42
7.2.2 塑性分析..................................................................................42
7.3 大跨距三跨雙塔對稱斜張橋....................................................................43
7.3.1初形分析...................................................................................43
7.3.2塑性分析...................................................................................44
第八章 結論與未來展望...........................................................................47
參考文獻 .......................................................................................49

圖 目 錄
圖 3.1 結構鋼之應力-應變關係曲線................................................................52
圖 3.2 彈性-完全塑性材料之應力-應變關係曲線.....................................................52
圖 3.3 斷面應力狀態.............................................................................53
圖 4.1 平面纜索勁度元素.........................................................................54
圖 4.2 平面樑柱勁度元素.........................................................................54
圖 4.3 斜張橋全橋初形非線性分析流程圖...........................................................55
圖 5.1 增量變勁度法塑性分析之荷重變為示意圖.....................................................56
圖 5.2 纜索(桁架)塑性分析流程圖...............................................................57
圖 5.3 樑柱塑性分析流程圖.......................................................................58
圖 6.1 三桿桁架結構原圖.........................................................................59
圖 6.2 三桿桁架荷重變形圖.......................................................................59
圖 6.3 三桿桁架荷重參數-位移關係圖..............................................................60
圖 6.4 高度靜不定桁架結構原圖...................................................................61
圖 6.5 高度靜不定桁架分析模型...................................................................61
圖 6.6 高度靜不定桁架荷重變形圖.................................................................62
圖 6.7 高度靜不定桁架荷重參數-位移關係圖........................................................62
圖 6.8 門型剛架結構原圖….......................................................................63
圖 6.9 門型剛架極限荷重變形圖...................................................................63
圖 6.10 門型剛架荷重參數-位移關係圖.............................................................63
圖 7.1 輻射狀斜張橋原圖 ........................................................................64
圖 7.2 輻射狀斜張橋斷面圖.......................................................................64
圖 7.3 初形分析所得橋形及剪力、彎矩、軸力圖.....................................................65
圖 7.4 全橋載重下之塑性發生位置及順序...........................................................66
圖 7.5 橋樑中點之荷重參數-垂直位移關係圖........................................................66
圖 7.6 橋樑中點之荷重參數-彎矩關係圖............................................................67
圖 7.7 塑性分析大樑橋塔彎矩圖...................................................................68
圖 7.8 豎琴狀斜張橋原圖.........................................................................69
圖 7.9 豎琴狀斜張橋斷面圖.......................................................................69
圖 7.10 初形分析所得橋形及大樑橋塔剪力、彎矩、軸力圖............................................70
圖 7.11 全橋載重下之塑性發生位置及順序..........................................................71
圖 7.12 橋樑中點之荷重參數-垂直位移關係圖.......................................................71
圖 7.13 橋樑中點之荷重參數-彎矩關係圖...........................................................72
圖 7.14 塑性分析大樑橋塔彎矩圖..................................................................73
圖 7.15 大跨距三跨雙塔斜張結構原圖..............................................................74
圖 7.16 大跨距三跨雙塔斜張橋結點編號(左塔)....................................................75
圖 7.17 大跨距三跨雙塔斜張橋結點編號(右塔)....................................................76
圖 7.18 大跨距三跨雙塔斜張橋斷面圖..............................................................77
圖 7.19 大跨距三跨雙塔斜張橋初形位置............................................................78
圖 7.20 初形分析所得橋形及大樑橋塔剪力、彎矩、軸力圖............................................79
圖 7.21 全橋載重下大跨距三跨雙塔對稱斜張橋塑性分析變形圖........................................80
圖 7.22 全橋載重下之塑性發生位置及順序..........................................................81
圖 7.23 橋樑中點之荷重參數-垂直位移關係圖.......................................................83
圖 7.24 橋樑中點之荷重參數-彎矩關係圖...........................................................83
圖 7.25 塑性分析大樑橋塔彎矩圖..................................................................84
表 目 錄
表3.1 常見斷面之降伏與塑性彎矩值................................................................85
表7.1 輻射狀斜張橋各斜索初始預力輸入初估值......................................................86
表 7.2 輻射狀斜張橋初形分析幾何結點座標及桿件...................................................87
表 7.3 輻射狀斜張橋塑性分析幾何結點座標及桿件力.................................................89
表 7.4 豎琴狀斜張橋各斜索初始預力輸入初估值.....................................................91
表 7.5 豎琴狀斜張橋初形分析幾何結點座標及桿件力.................................................92
表 7.6 豎琴狀狀斜張橋塑性分析幾何結點座標及桿件力...............................................94
表 7.7 大跨距雙塔斜張橋各構件分析基本資料.......................................................96
表 7.8 雙塔三跨對稱斜張橋各斜索初始預力輸入初估值...............................................97
表 7.9 雙塔三跨對稱斜張橋初形分析結果...........................................................99
表 7.10 大跨距三跨雙塔斜張橋塑性分析幾何結點座標及桿件力........................................106
參考文獻
1. Billington, D. and Nazmy, A. “History and Aesthetics of Cable-Stayed Bridges”, J. of Str. Engg., ASCE, Vol. 117, No. 10, pp.3101-3134, 1990
2. Chebl, C. and Neale, K. W., “A Finite Element Method for Elastic Beam and Columns at Large Deflections”, Computers & Structures Vol. 18, No. 2. pp. 255-261, 1984
3. Cheng, F.Y. and Fu, Z, “Computational Mechanics In Structural Engineering”, Elsevier Science Publishers Ltd, England, 1992
4. Ernst, H.J.: “Der E-Modul von Seilen unter Beruecksichtigung des Durchhanges”, Der Bauingenieur, 40, 2, Seite 52-55. (1965).
5. Philip, G.. and Hodge, Jr., “Simple Examples of Non-Linear Truss Behavior”, Int. J. Structures Vol. 20,NO. 11/12, pp. 1001-1008, 1984
6. Ren, W. X., “Nonlinear Ultimate Behavior of Long Span Cable-Stayed Bridges” , proceedings of 12th Engineering Mechanics Conference La Jolla, California, May 17-20, 1998
7. Schrader, K.H.: “Die Deformationsmethode als Grundlage einer Problemorientierten Sprache”, BI-Taschenbuch *830, Bibliographisches Institute, Mannheim, Zurich. (1969)
8. Wakefield, R.R. and Tin-Loi, F., “Large Displacement Elastoplastic Analysis of Frames Using An Iterative LCP Approach”, Int. J. Mech. Sci. Vol. 33. No. 5, pp. 379-391, 1991
9. Walther, R., “Cable Stayed Bridges”, 2nd edition, Thomas Telford, London. (1999)
10. Wang, C.K., “General Computer Program for Limit Analysis”, J. of Struct. Div., ASCE, Vol. 89, No. ST6, 101-117, Dec. 1963
11. Wang, P.H. and Wang, M.J., “Elasto-Plastic Large Displacement Analysis of Cable Systems”, Department of Civil Engineer, Chung-Yuan Christian University, Chang Li, Taiwan, 1986
12. Wang, P.H. and Yang C.G., “Parametric Studies on Cable-Stayed Bridges”, Department of Civil Engineer, Chung-Yuan Christian University, Chang Li, Taiwan, 1995
13. Wang, P.H., “A Comparison On Iterative Nonlinear Dynamic Responses Using Implicit Integration Method”, Proc. 4th Conf. on Theo & Appl. Mech., Department of Civil Engineer National Central University, Chang Li, Taiwan, 1980
14. Wang, P.H., “Solution Procedures For Nonlinear Structural Dynamic Analysis ”, Department of Civil Engineer National Central University, Chang Li, Taiwan, 1980
15. Wang, P.H., Lai, S.J., Sheu, H.Y. and Chen, Y.J., “Large Deflection Analysis of Space Frames”, Department of Civil Engineer National Central University, Chang Li, Taiwan, 1995
16.Wang, P.H., Tseng T.C. and Yang C.G., “Initial Shape of Cable-Stayed Bridges”, Department of Civil Engineer Chung, Christian University, Chang Li, Taiwan, 1993
17. Wang, Pao-Hsii and Lin, Hung-Ta and Tang, Tze-Yang, 2002, “Study on Nonlinear Analysis of a highly redundant Cable-Stayed Bridge”, Int. J. of Computers and Structures, Vol. 80, No. 2, pp. 165-182, 2002. (SCI)
18.Niels, J. G.., “Cable Supported Bridges- concept and design”, John Wiley & Sons, Denmark, 1983
19. Hibbeler, R. C., “Mechanics of Materials”, Prentice-Hall, New Jersey, 2000
20. Gere, J. M. and Timoshenko, S.P., “Mechanics of Materials”, PWS Engineering, Boston, 1984
21. Horne, M. R., “Plastic theory of Structures”, Pergamon Press, New York, 1979
22. 王寶璽,“幾何非線性結構問題之靜力分析”,台電工程月刊,第374期,台灣省,台北市,民國68年10月
23. 王寶璽、葉志浩,“增量變勁度法剛架塑性分析(一)”,結構工程月刊,第十卷,第一期,pp.45-54,民國84年3月
24. 王寶璽、葉志浩,“增量變勁度法剛架塑性分析(二)”,結構工程月刊,第十卷,第二期,pp.17-24,民國84年6月
25. 王寶璽、葉志浩、黃世霖,“剛架塑性分析方法之比較(上)”,結構工程月刊,第十一卷,第四期,pp.107-120,民國85年12月
26. 王寶璽、葉志浩、黃世霖,“剛架塑性分析方法之比較(下)”,結構工程月刊,第十一卷,第三期,pp.35-50,民國85年9月
27. 王寶璽、林宏達,“斜張橋初形分析比較”,結構工程月刊,第十五卷,第四期,pp.3-31,民國89年12月
28. 吳國華、陳遠亮,王寶璽,“平面剛架幾何分線性分析”,私立中原大學土木工程學系,台灣省,中壢市,民國76年12月
29. 王寶璽、王明忠,“網結構彈塑性大變位分析”,中原大學工學院研究報告,台灣省,中壢市,民國73年
30. 王寶璽、曾增智,“斜張橋非線性靜、動態分析”,行政院國家科學委員會專題研究計畫成果報告,台灣省,台北市,民國79年10月
31. 王寶璽、李正隆,“結構非線性挫屈行為與分析方法研究”,行政院國家科學委員會專題研究計畫成果報告,台灣省,台北市,民國82年1月
32. 王寶璽、黃世霖,“薄壁樑構架彈塑性大變位分析”, 電子計算機於土木水利工程應用研討會論文集,pp.909-920,民國86年10月
33. 王寶璽、洪育煒、陳連祥,“斜張橋穩定性分析”,電子計算機於土木水利工程應用研討會論文集,pp.108-113,民國94年9月
34. 王寶璽、陳威中、林冠志,“斜拉索震動對斜張橋結構行為之影響”,電子計算機於土木水利工程應用研討會論文集,pp.114-119,台灣省,台南市,民國94年9月
35. 王寶璽、賴映宇、張嘉麟,“台北大直斜張橋結構比較分析”,近代工程論壇,台灣省,台南市,民國95年12月
36. 曾增智,“斜張橋分線性分析”, 中原大學土木工程學系碩士論文,台灣省,中壢市,民國79年6月
37. 楊健泰,“桁架非線性分析”,國立台灣大學土木工程研究所碩士論文,台灣省,台北市,民國82年6月
38. 葉志浩,“平面剛架塑性分析方法之比較” ,中原大學土木工程學系碩士論文,台灣省,中壢市,民國84年5月
39. 陳敬賢,“剛架彈塑性動力分析” ,中原大學土木工程學系碩士論文,台灣省,中壢市,民國88年5月
40. 林宏達,“斜張橋靜、動態分析比較分析”,私立中原大學土木工程學系碩士論文,台灣省,中壢市,民國89年5月
41. 唐子揚,“施工階段斜張橋結構非線性分析” ,中原大學土木工程學系碩士論文,台灣省,中壢市,民國91年6月
42. 劉仲桓,“超大跨距斜張橋結構地震分析” ,中原大學土木工程學系碩士論文,台灣省,中壢市,民國94年6月
43. “高屏溪橋”,交通部台灣區國道新建工程局,台北市,2001年11月
44. 王寶璽,"結構電算分析",滄海書局,台灣省,台中市,民國92年8月。
45. 林元培,"斜拉橋",第一版,人民交通出版社,北京市,1997年6月。
46. 徐耀賜,“橋樑結構之基本功能”,全威圖書有限公司,台北市,民國86年
47. 徐耀賜,“橋樑結構損壞模式之研究”,交通部科技顧問室,台北市,民國90年12月
48.“混凝土工程設計規範之應用(下冊)”,中國土木水利工程學會、混凝土工程委員會,科技圖書股份有限公司,台北縣,民國90年
49. 蔡俊億,“斜張橋”, 科技圖書股份有限公司,台北縣,民國88年
50. 龍馭球,包世華,“結構力學(上)”,清華大學結構力學教研組編,高等教育出版社,北京,1983
51. 龍馭球,包世華,“結構力學(下)”,清華大學結構力學教研組編,高等教育出版社,北京,1983
52. http://bridge.tongji.edu.cn/qiaoliang 同濟大學橋樑工程教學網頁
53. http://www.e-bridge.jp/ 鋼橋ネットサービス
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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