【技術實現步驟摘要】
本說明書涉及渡槽抗震性分析，特別涉及一種u形截面渡槽槽內水體橫向自振頻率的計算方法。
技術介紹
1、渡槽作為在調水工程中廣泛使用的輸水建筑物，與普通橋梁最大的區別在于渡槽需要攜帶大量的水體，導致渡槽上部結構以及支承結構(排架、墩、桁架、塔架與索等)與槽內水體的質量相當。在地震作用下，地面運動會通過支承結構引起槽體的運動，槽體的牽連運動又會帶動槽內水體的晃動，而槽內水體的晃動反過來會影響槽體與支承結構的運動，因而渡槽的抗震計算是一個相當復雜的動力學問題。在這種情況下，獲取槽內水體的各階橫向自振頻率對于渡槽的設計和晃動控制至關重要。
2、現存u形渡槽內水體橫向自振頻率的計算方法有著計算式復雜，計算量大、能夠計算的頻率階數范圍小的缺點。
技術實現思路
1、針對現有技術中的上述不足，本專利技術提供的一種u形截面渡槽槽內水體橫向自振頻率的計算方法解決了現存u形渡槽內水體橫向自振頻率的計算方法有著計算式復雜，計算量大、能夠計算的頻率階數范圍小的問題。
2、為了達到上述專利技術目的，本專利技術采用的技術方案為：一種u形截面渡槽槽內水體橫向自振頻率的計算方法，包括：
3、s1：獲取u形渡槽截面尺寸信息和計算頻率目標階數；
4、s2：基于所述計算頻率目標階數，通過計算，得到u形截面渡槽槽內水體橫向自振頻率的頻率階次系數；
5、s3：利用所述u形渡槽截面尺寸信息、所述u形截面渡槽槽內水體橫向自振頻率的頻率階次系數和所述計算頻率目標階數，通過計
6、s4：利用所述固定階次下u形截面的截面形狀系數和所述計算頻率目標階數，通過計算，確定對應階次下u形截面渡槽槽內水體橫向自振頻率，完成對u形截面渡槽槽內水體橫向自振頻率的計算。
7、進一步地，所述u形截面渡槽槽內水體橫向自振頻率的頻率階次系數的表達式為：
8、
9、其中，k1(j)表示u形截面渡槽槽內水體橫向自振頻率的第一頻率階次系數，k2(j)表示u形截面渡槽槽內水體橫向自振頻率的第二頻率階次系數，k3(j)表示u形截面渡槽槽內水體橫向自振頻率的第三頻率階次系數，j表示自振頻率的階數，j1表示第一階貝塞爾函數，n表示求和下標。
10、進一步地，所述固定階次下u形截面的截面形狀系數的表達式為：
11、
12、
13、其中，aaj表示奇數階下u形截面的第一截面形狀系數，baj表示奇數階下u形截面的第二截面形狀系數，caj表示奇數階下u形截面的第三截面形狀系數，asj表示偶數階下u形截面的第一截面形狀系數，bsj表示偶數階下u形截面的第二截面形狀系數，csj表示偶數階下u形截面的第三截面形狀系數，a表示u形截面半圓部分半徑，k1(j)表示u形截面渡槽槽內水體橫向自振頻率的第一頻率階次系數，k2(j)表示u形截面渡槽槽內水體橫向自振頻率的第二頻率階次系數，k3(j)表示u形截面渡槽槽內水體橫向自振頻率的第三頻率階次系數，h表示u形截面矩形部分液面高度，j表示自振頻率的階數。
14、進一步地，所述對應階次下u形截面渡槽槽內水體橫向自振頻率的表達式為：
15、
16、其中，表示對應階次下u形截面渡槽槽內水體橫向自振頻率，aaj表示奇數階下u形截面的第一截面形狀系數，baj表示奇數階下u形截面的第二截面形狀系數，caj表示奇數階下u形截面的第三截面形狀系數，asj表示偶數階下u形截面的第一截面形狀系數，bsj表示偶數階下u形截面的第二截面形狀系數，csj表示偶數階下u形截面的第三截面形狀系數，j表示自振頻率的階數，g表示重力加速度。
17、本專利技術的有益效果為：(1)提供了一種u形截面渡槽槽內水體橫向自振頻率的計算方法，該方法解決了現有的u形渡槽內水體橫向自振頻率的計算方法計算式復雜，計算量大、能夠計算的頻率階數范圍小的問題；(2)該方法實現了在計算截面形狀系數時，將頻率階次系數代表的僅與所求頻率階數相關的復雜項分離出來。在對不同尺寸的u形渡槽槽內水體橫向自振頻率進行計算時，頻率階次系數只需要計算一次便可適用于任意尺寸的u形渡槽槽內水體橫向自振頻率的計算。(3)本方法與諸如有限元法、有限體積法等數值方法不同，屬于u形渡槽內水體橫向自振頻率的解析計算方法，相比有限元法、有限體積法等數值方法顯著提高了計算速度，并保證了計算精度，降低了u形渡槽內水體橫向自振頻率的計算成本，符合工程實際需求。依照本方法所得出的u形渡槽內水體橫向自振頻率與實驗和數值模擬結果吻合度良好，可以作為分析u形渡槽內水體橫向自振特性分析時的參考，具有實際工程價值。
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1.一種U形截面渡槽槽內水體橫向自振頻率的計算方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的U形截面渡槽槽內水體橫向自振頻率的計算方法，其特征在于，所述U形截面渡槽槽內水體橫向自振頻率的頻率階次系數的表達式為：
3.根據權利要求1所述的U形截面渡槽槽內水體橫向自振頻率的計算方法，其特征在于，所述固定階次下U形截面的截面形狀系數的表達式為：
4.根據權利要求1所述的U形截面渡槽槽內水體橫向自振頻率的計算方法，其特征在于，所述對應階次下U形截面渡槽槽內水體橫向自振頻率的表達式為：
【技術特征摘要】
1.一種u形截面渡槽槽內水體橫向自振頻率的計算方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的u形截面渡槽槽內水體橫向自振頻率的計算方法，其特征在于，所述u形截面渡槽槽內水體橫向自振頻率的頻率階次系數的表達式為：
3.根據權利要求1所...
【專利技術屬性】
技術研發人員：竇陽，楊萬理，張育智，張穩，王寧，
申請(專利權)人：西南交通大學，
類型：發明
國別省市：
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