發(fā)布時間：2021-10-26 04:31

　　隨著現(xiàn)代建筑的發(fā)展,拱形鋼結(jié)構在工程中的應用越來越廣泛。但受限于鋼拱結(jié)構自身的抗火能力,一旦火災發(fā)生,將對結(jié)構造成很大的威脅。在火災高溫的作用下,鋼拱可能因平面外支撐不足而發(fā)生彎扭屈曲。目前,針對受火災高溫的鋼拱的平面外失穩(wěn)研究還較少,未能形成完善的理論體系,這限制了拱形結(jié)構在更多方面的應用。為完善拱在火災高溫作用下屈曲行為的研究,增強鋼拱結(jié)構在工程中的抗火能力,本文采用ABAQUS有限元軟件,針對受不同荷載以及復雜的邊界條件的圓弧鋼拱在火災高溫下的平面外彎扭屈曲問題開展了一系列研究。本文首先介紹了所采用的有限元分析方法,研究了不同幾何缺陷對計算結(jié)果的影響,并進行了網(wǎng)格收斂性分析。根據(jù)與本文研究對象相似的文獻中的實驗結(jié)果進行了有限元驗證,證明了本文所采用的有限元數(shù)值模型建立方法的正確性。隨后針對受跨中集中載荷與受全跨均布載荷的H型圓弧鋼拱,得出了模型的載荷位移曲線,通過曲線獲得了常溫下平面外彎扭屈曲臨界載荷,并研究了拱的矢跨比與兩種支座形式對臨界載荷的影響。隨后根據(jù)所得的臨界載荷,以三種不同載荷比對結(jié)構加載,并采用標準升溫曲線對鋼拱整體升溫,得到了模型在升溫過程的位移變化曲線與溫度位移... 

【文章來源】：山東建筑大學山東省

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

橋梁工

山東建筑大學碩士學位論文2在建筑結(jié)構中，一些大型公共建筑需要較大的結(jié)構內(nèi)部空間，以及建筑設計有著特殊的優(yōu)美造型，因此常常采用拱形屋蓋。例如，新加坡國家體育場采用了可開合頂蓋，其中采用了大量的鋼桁架組成的拱形結(jié)構（圖1.2a）；美國得克薩斯州阿靈頓的牛仔球場采用了球面頂蓋，兩個巨大的鋼桁架拱作為頂部結(jié)構橫跨了整個體育場（圖1.2b）；天津奧林匹克中心體育場有“水滴”之稱，其頂部采用了大量的玻璃材料，其優(yōu)美的頂部造型皆采用鋼拱組合而成（圖1.2c）；南京奧林匹克體育中心頂部采用了跨度巨大的雙斜拱，拱內(nèi)設有走道（圖1.2d）。另外，拱結(jié)構在地下工程以及一些工業(yè)建筑中也發(fā)揮著作用。例如隧道工程中，鋼拱架的使用能夠起到較好的支護作用（圖1.3a）；工業(yè)廠房、倉庫、飛機機庫等多種領域也會采用金屬拱頂作為其屋面形式（圖1.3b）。（a）新加坡國家體育場（b）牛仔球場（c）天津奧林匹克中心體育場（d）南京奧林匹克體育中心圖1.2大型公共建筑中的拱形結(jié)構（a）隧道鋼拱架（b）拱頂工業(yè)廠房圖1.3其他工程中的拱形結(jié)構

山東建筑大學碩士學位論文2在建筑結(jié)構中，一些大型公共建筑需要較大的結(jié)構內(nèi)部空間，以及建筑設計有著特殊的優(yōu)美造型，因此常常采用拱形屋蓋。例如，新加坡國家體育場采用了可開合頂蓋，其中采用了大量的鋼桁架組成的拱形結(jié)構（圖1.2a）；美國得克薩斯州阿靈頓的牛仔球場采用了球面頂蓋，兩個巨大的鋼桁架拱作為頂部結(jié)構橫跨了整個體育場（圖1.2b）；天津奧林匹克中心體育場有“水滴”之稱，其頂部采用了大量的玻璃材料，其優(yōu)美的頂部造型皆采用鋼拱組合而成（圖1.2c）；南京奧林匹克體育中心頂部采用了跨度巨大的雙斜拱，拱內(nèi)設有走道（圖1.2d）。另外，拱結(jié)構在地下工程以及一些工業(yè)建筑中也發(fā)揮著作用。例如隧道工程中，鋼拱架的使用能夠起到較好的支護作用（圖1.3a）；工業(yè)廠房、倉庫、飛機機庫等多種領域也會采用金屬拱頂作為其屋面形式（圖1.3b）。（a）新加坡國家體育場（b）牛仔球場（c）天津奧林匹克中心體育場（d）南京奧林匹克體育中心圖1.2大型公共建筑中的拱形結(jié)構（a）隧道鋼拱架（b）拱頂工業(yè)廠房圖1.3其他工程中的拱形結(jié)構

【參考文獻】：
期刊論文
[1]受火淺圓鋼拱平面內(nèi)跳躍失穩(wěn)與彎曲行為分析[J]. 宋帥,譚英華,胡亞超,席豐.  應用力學學報. 2019(06)
[2]高溫下與高溫后Q550D高強鋼材料力學性能試驗[J]. 范圣剛,劉平,石可,肖韓杰,錢峰,方超.  天津大學學報(自然科學與工程技術版). 2019(07)
[3]升溫機制對膨脹型防火涂層隔熱性能的影響[J]. 王玲玲,孫毅,范光明,李國強.  建筑材料學報. 2019(01)
[4]閉合截面壓彎鋼拱的平面外穩(wěn)定性能研究[J]. 趙思遠,郭彥林,王宏.  工程力學. 2016(10)
[5]高溫下兩鉸圓弧鋼拱平面內(nèi)穩(wěn)定臨界荷載分析[J]. 李加雷,韓玉來,鞠竹,王振清.  哈爾濱工程大學學報. 2013(07)
[6]受彎圓弧拱平面外穩(wěn)定承載力分析[J]. 竇超,郭彥林.  建筑結(jié)構學報. 2012(07)
[7]圓弧拱平面外彈性彎扭屈曲臨界荷載分析[J]. 竇超,郭彥林.  工程力學. 2012(03)
[8]均勻受壓圓弧拱平面外彈塑性穩(wěn)定設計方法[J]. 竇超,郭彥林.  建筑結(jié)構學報. 2012(01)
[9]純壓拋物線拱平面內(nèi)穩(wěn)定性及設計方法研究[J]. 林冰,郭彥林.  建筑結(jié)構學報. 2009(03)
[10]均勻受壓兩鉸圓弧鋼拱的平面內(nèi)穩(wěn)定設計曲線[J]. 林冰,郭彥林,黃李驥.  工程力學. 2008(09)

博士論文
[1]大跨度鋼管混凝土拱橋受力性能分析[D]. 崔軍.浙江大學 2003



本文編號：3458833