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研究生:洪偉倫
研究生(外文):Wei-Lung Hung
論文名稱:桁架系統二階靜力分析
論文名稱(外文):Second Order Analysis of Trusses Systems
指導教授:王寶璽黃仲偉黃仲偉引用關係
指導教授(外文):Wang ,Pao-HsiiHuang ,Chung-Wei
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:2009
畢業學年度:97
語文別:中文
論文頁數:115
中文關鍵詞:二階分析桁架
外文關鍵詞:trusssecond analysis
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本文應用有限元素法(Finite Element Method),進行構架線性挫屈分析(Linear Buckling Analysis)、二階理論分析以掌握桅桿及混合結構的特性。主要內容包括構架線性穩定、P - △二階理論分析。(1).首先先進行線性靜力分析,求得單位力下的結構軸力分配係數,這是在二階分析上會用到的。(2).再以穩定性分析來觀察當結構物接近破壞時的變形情況並藉(3).二階分析來求取結構物之真實變位情形,而當軸力越接近Pcr時,變位是否如預期的有劇烈變形。把這結果作為結構物設計及施工時之參考依據。
A Finite Element Method computation procedure using for buckling analysis, P - △ second order analysis of frame structures is presented in this study. The aim of study concerns with linear stability and second order analysis of frame. (1) By line static analysis to get the axial partition coefficient under the unit load and using the partition coefficient on second order analysis are deived first. (2)Second, by stability analysis observe state of structure destroyed, and getting state of the truss defection use (3)second analysis, when axial power approach Pcr, defection has very displaced for our expect. END ,the reason can do referencuction for structure design and constructe
中文摘要................................................................................................I
英文摘要................................................................................................II
誌謝.....................................................................................................III
目錄 .................................................................................................... IV
圖目錄 .................................................................................................VI
表目錄 ................................................................................................. X
第一章 前言 ......................................................1
第二章 理論架構 ...................................................3
2.1系統方程式.....................................................3
2.1.1 基本假設................................................3
2.1.2 二階靜力系統方程式.......................................4
2.1.3 線性靜力系統方程式.......................................4
2.2分析方法.......................................................4
2.2.1 線性靜力分析.............................................4
2.2.2 線性穩定分析.............................................5
2.2.3 二階靜力分析.............................................8
第三章 有限元素.....................................................9
3.1 線性纜索元素CABLE.............................................9
3.2 線性桁架TRUSS,TRP4............................................9
3.3 平面樑柱元素BMP3,BMP6..........................................10
3.4 二階桁架元素TRP4+TRP4G.........................................12
3.5 二階樑柱元素BMP6+BMP6G.........................................14

第四章 算例........................................................17
4.1懸臂長柱........................................................18
4.2二樓剛架........................................................21
4.3平面行架....................................................... 23
4.4空間桁架........................................................24
4.5桅桿結構........................................................25
4.6混合結構........................................................27
第五章 結論 .......................................................28
參考文獻 ..........................................................29
圖 目 錄
圖2.1 線性穩定分析流程圖.........................................31
圖2.2 二階靜力分析流程圖.........................................32
圗3.1 平面及空間纜索元素.........................................33
圗3.2 桁架元素..................................................34
圗3.3 平面樑元素BMP3、BMP6......................................35
圗3.4 二階桁架元素TRP4+TRP6.....................................36
圗3.5 平面樑元素BMP6、BMP6G.....................................37
圖4.1.1a 懸臂長柱結構圖...........................................38
圖4.1.1b 懸臂長柱系統座標.........................................38
圖4.1.1c 懸臂長柱線性變位及其內力圖................................39
圖4.1.2a 懸臂長柱線性挫屈模態圖....................................40
圖4.1.3 懸臂長柱靜力變位比較圖....................................41
圖4.1.3a 懸臂長柱二階靜力變位及其內力圖P.............................42
圖4.1.3b 懸臂長柱二階靜力變位及其內力圖P=1/4Pcr......................43
圖4.1.3c 懸臂長柱二階靜力變位及其內力圖P=2/4Pcr......................44
圖4.1.3d 懸臂長柱二階靜力變位及其內力圖P=3/4Pcr......................45
圖4.1.4 單跨平面剛架模型..........................................46
圖4.1.4 單跨平面剛架內力..........................................46
圖 4.2.1a 二樓剛架結構原圖.........................................47
圖 4.2.1b 二樓剛架系統座............................................47
圖 4.2.1c 二樓剛架線性靜力變位.......................................48
圖 4.2.2a 二樓剛架線性模態圖.........................................49
圖 4.2.3a 二樓剛架二階靜力變位.......................................50
圖 4.2.3b 二樓剛架靜力變位...........................................51
圖 4.3.1a 平面桁架結構圖.............................................52
圖 4.3.1b 平面桁架節點編號...........................................52
圖 4.3.1c 平面桁架線性靜力變位........................................53
圖 4.3.1d 平面桁架線性靜力變位…......................................53
圖 4.3.2 平面桁架挫屈模態..........................................54
圖 4.3.3 平面桁架線力變位圖.........................................55
圖 4.4.1a 空間桁架結構圖及系統座標....................................56
圖 4.4.1b 空間桁架線性靜力變位圖......................................57
圖 4.4..2a 空間桁架第一個挫屈模態圖...................................58
圖 4.4.2b 空間桁架第二個挫屈模態圖....................................59
圖 4.4..2c 空間桁架第三個挫屈模態圖...................................60
圖 4.4.2d 空間桁架第四個挫屈模態圖....................................61
圖 4.4..2e 空間桁架第五個挫屈模態圖...................................62
圖 4.4..2f 空間桁架第六個挫屈模態圖...................................63
圖 4.4.2g 空間桁架第七個挫屈模態圖...................................64
圖 4.4.2h 空間桁架第八個挫屈模態圖...................................65
圖 4.4.2i 空間桁架第九個挫屈模態圖...................................66
圖 4.4.2j 空間桁架第十個挫屈模態圖...................................67
圖 4.4.2k 空間桁架第十一個挫屈模態圖..................................68
圖 4.4.2l 空間桁架第十二個挫屈模態圖.................................69
圖 4.5.1a 桅桿結構圖及系統座標......................................70
圖 4.5.1b 桅桿結構圖線性靜力變位圖...................................71
圖 4.5.1c 桅桿結構圖線性靜力變位圖(上視圖) ...........................71
圖 4.5.2a 桅桿結構圖挫屈模態圖1模態..................................72
圖 4.5.2b 桅桿結構圖挫屈模態圖2模態..................................73
圖 4.5.2c 桅桿結構圖挫屈模態圖3模態..................................74
圖 4.5.2d 桅桿結構圖挫屈模態圖4模態..................................75
圖 4.5.2e 桅桿結構圖挫屈模態圖5模態..................................76
圖 4.5.2f 桅桿結構圖挫屈模態圖6模態..................................77
圖 4.5.2g 桅桿結構圖挫屈模態圖7模態..................................78
圖 4.5.2h 桅桿結構圖挫屈模態圖8模態..................................79
圖 4.5.2i 桅桿結構圖挫屈模態圖9模態..................................80
圖 4.5.2j 桅桿結構圖挫屈模態圖10模態.................................81
圖 4.5.2k 桅桿結構圖挫屈模態圖11模態.................................82
圖 4.5.2l 桅桿結構圖挫屈模態圖12模態.................................83
圖 4.5.2m 桅桿結構圖挫屈模態圖13模態.................................84
圖 4.5.2n 桅桿結構圖挫屈模態圖14模態.................................85
圖 4.5.2o 桅桿結構圖挫屈模態圖15模態.................................86
圖 4.5.2p 桅桿結構圖挫屈模態圖16模態.................................87
圖 4.5.2q 桅桿結構圖挫屈模態圖17模態.................................88
圖 4.5.2r 桅桿結構圖挫屈模態圖18模態.................................89
圖 4.5.2s 桅桿結構圖挫屈模態圖19模態.................................90
圖 4.5.2t 桅桿結構圖挫屈模態圖20模態.................................91
圖 4.5.2u 桅桿結構圖挫屈模態圖21模態.................................92
圖 4.5.2v 桅桿結構圖挫屈模態圖22模態.................................93
圖 4.5.2w 桅桿結構圖挫屈模態圖23模態.................................94
圖 4.5.2x 桅桿結構圖挫屈模態圖24模態.................................95
圖 4.5.3a 桅桿結構二階效應外力圖.....................................96
圖 4.5.3b 桅桿結構二階效應變位圖.....................................97
圖 4.6.1a 混合剛架結構原圖及系統座標..................................98
圖 4.6.1b 混合剛架結構線性變位圖.....................................99
圖 4.6.2 混合剛架結構挫屈模態圖....................................100
圖 4.6.3a 混合剛架結構二階變位圖....................................101

表 目 錄
表 4.1 挫屈模態值..................................................102
表 4.2 靜力分析變位比較.............................................102
表 4.3 混和剛架分部力轉換節點力......................................102
表 4.4 單跨平面剛架內力比較..........................................103
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23.許凱,蔣倉如“框架結構二階內力分析”武漢大學土木工程與建築學院,湖北省,武漢市,2004年4月

24.龍馭球,“結構力學教程Ⅱ”[M]北京高等教育出版社,2002年10月.
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