近代鋼結(jié)構(gòu)逐漸興起,失穩(wěn)是引起結(jié)構(gòu)破壞倒塌的重要因素。對于立體桁架穩(wěn)定,尤其是非直線型的拱形管桁架,大多數(shù)研究集中于平面內(nèi)穩(wěn)定性研究,平面外穩(wěn)定的設計方法并沒有系統(tǒng)的建立。立體桁架作為近些年新興的一種新型結(jié)構(gòu),有必要研究其平面外穩(wěn)定并提出有關(guān)設計方法。本文首先分析拱形管桁架內(nèi)力分布,觀察內(nèi)力分布規(guī)律,同時研究其失穩(wěn)形式以及屈曲荷載的影響因素。然后,結(jié)合立體桁架幾何關(guān)系,運用平衡法和數(shù)值擬合法,建立拱形管桁架的平面外彈性設計方法,最終通過有限元法探究拱形管桁架彈塑性穩(wěn)定設計方法。通過研究獲得如下結(jié)論:（1）拱形管桁架平面外穩(wěn)定性受到矢跨比與寬高比共同影響,矢跨比處于0.1至0.4之間時,矢跨比越大,平面外穩(wěn)定性越小;寬高比處于0.5至1.5之間時,寬高比越大,平面外穩(wěn)定性越大;全跨荷載布置的平面外穩(wěn)定性高于半跨荷載布置;固支拱腳與銷支拱腳的平面外穩(wěn)定性均高于鉸支拱腳。（2）在進行彈性屈曲分析中,平衡法推導出構(gòu)件的抗彎剛度與自由扭轉(zhuǎn)剛度;在矢跨比處于0.1至0.4之間,寬高比處于0.5至1.5之間時,拱形管桁架在鉸支約束下的彈性平面外穩(wěn)定設計方法可以沿用實腹式拱的設計方法,而固支約束下的彈... 

【文章來源】：西安工業(yè)大學陜西省

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

倒三角形拱形管桁架三維模型

西安工業(yè)大學碩士學位論文1.1.2 研究意義拱形管桁架同時擁有管桁架和拱的優(yōu)點，因此在工程中的應用范圍越來越廣。拱形管桁架可以實現(xiàn)大跨度的穩(wěn)定承載體系，節(jié)約鋼材，并且造型充滿動感，實現(xiàn)結(jié)構(gòu)之力學美的表達。隨著大跨結(jié)構(gòu)的應用，拱形管桁架將會有美好的發(fā)展前景，產(chǎn)生可觀的經(jīng)濟效益，隨之產(chǎn)生的穩(wěn)定安全問題是每個結(jié)構(gòu)研究者研究的重心。拱形管桁架的應用見圖 1.2。

作用于結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的荷載達到某一值時，繼續(xù)增大荷載，結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的平改變，此時，這種現(xiàn)象稱為結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的失穩(wěn)或屈曲。結(jié)構(gòu)設計中，結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的穩(wěn)定十分重要，其失穩(wěn)形式根據(jù)性質(zhì)可歸為以1）平衡分叉失穩(wěn)構(gòu)不受到荷載時處于唯一平衡狀態(tài)，當荷載作用在結(jié)構(gòu)上越來越大時，又衡狀態(tài)。失穩(wěn)時，對應的荷載稱為臨界荷載或屈曲荷載。這類失穩(wěn)稱為平大多發(fā)生于中心受壓柱、中面受壓平板、受彎構(gòu)件和受壓的柱殼等。圖 2.1 所示軸心受壓構(gòu)件為例，說明此類失穩(wěn)特點。圖 2.1(a)為沒有產(chǎn)生支壓桿；圖 2.1(b)為受到荷載影響產(chǎn)生橫向彎曲的簡支壓桿；圖 2.1(c)為荷載 FP-撓度 Δ 曲線。由圖 2.1(c)可以看出，當 FP＜FPcr時，結(jié)構(gòu)始終保平衡狀態(tài)，當 FP＞FPcr時，結(jié)構(gòu)由原先直線型的平衡狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槲⑿澢F(xiàn)出兩個可能的平衡途徑，即 AB 或 AB’曲線。FPcr稱為結(jié)構(gòu)能承受的臨界荷載。因為分叉點出現(xiàn)在同一個荷載點，因此這種失穩(wěn)現(xiàn)象稱為平衡分叉

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]鋼拱平面外穩(wěn)定性能及設計方法[D]. 竇超.清華大學 2012

碩士論文
[1]大跨度鋼管混凝土拱橋橫向穩(wěn)定性和橫向抗震性分析[D]. 徐葉琴.浙江大學 2005
[2]大跨度鋼管混凝土拱橋整體穩(wěn)定性研究[D]. 陳光林.武漢理工大學 2004
[3]蕪湖體育館屋蓋結(jié)構(gòu)的方案設計與研究[D]. 楊書全.清華大學 2004



本文編號：2953684