鐵路客站跨層錯(cuò)列桁架整體穩(wěn)定性研究.pdf

1、在各類已建或者在建的大型工業(yè)與民用建筑項(xiàng)目中，大跨度鋼結(jié)構(gòu)是應(yīng)用最為廣泛、發(fā)展最為活躍的結(jié)構(gòu)類型之一。與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比，鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定問題十分突出，在多數(shù)情況下成為限制結(jié)構(gòu)承載能力的主要因素。現(xiàn)行鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范在保證單個(gè)構(gòu)件穩(wěn)定性能的基礎(chǔ)上，通過一定的構(gòu)造措施來保證結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定，這種方式下進(jìn)行的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)于整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性能并不能給出定量判定。
　　錯(cuò)列桁架是二十世紀(jì)六十年代提出的一種新型結(jié)構(gòu)體系，相應(yīng)設(shè)計(jì)理論研究在國(guó)外還處于發(fā)展階

2、段，在國(guó)內(nèi)則是剛剛起步。特別是有關(guān)鋼結(jié)構(gòu)錯(cuò)列桁架整體穩(wěn)定性能的研究很少，研究成果不足以直接指導(dǎo)工程施工。
　　本文以大慶站跨層錯(cuò)列桁架為主要研究對(duì)象，以數(shù)值仿真分析和縮尺試驗(yàn)相結(jié)合，對(duì)該跨層錯(cuò)列桁架的整體穩(wěn)定性能進(jìn)行了全面系統(tǒng)的研究。主要研究?jī)?nèi)容及相關(guān)結(jié)論如下:
　　(1)通過資料調(diào)研，系統(tǒng)闡述了結(jié)構(gòu)穩(wěn)定問題發(fā)生的原理和分類，分析桁架發(fā)生失穩(wěn)的外因（誘導(dǎo)變形）、內(nèi)因（材料非線性等），非線性問題求解方法及其主控因素等，確定本文

3、的數(shù)值計(jì)算方法。
　　(2)對(duì)錯(cuò)列桁架子結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行非線性分析，分析結(jié)果顯示該跨層錯(cuò)列桁架整體穩(wěn)定承載力滿足規(guī)范要求，其失穩(wěn)模式表現(xiàn)為半波形面外鼓曲，類似于簡(jiǎn)支薄板面內(nèi)受荷時(shí)的失穩(wěn)模式，基本靜力組合的變形模式與特征值屈曲失穩(wěn)模態(tài)的變形模式保持一致。
　　(3)在1∶10縮尺基礎(chǔ)上，基于一定的簡(jiǎn)化原則將錯(cuò)列桁架子結(jié)構(gòu)模型簡(jiǎn)化為便于進(jìn)行模型試驗(yàn)的縮尺簡(jiǎn)化模型，縮尺簡(jiǎn)化模型和子結(jié)構(gòu)模型在面內(nèi)靜力承載力和屈曲模態(tài)等特征上吻合得很好，

4、說明上述簡(jiǎn)化過程十分有效。
　　(4)對(duì)縮尺簡(jiǎn)化模型進(jìn)行數(shù)值計(jì)算和模型試驗(yàn)，結(jié)果顯示桁架失穩(wěn)時(shí)平面外位移很小，桁架斜腹桿在結(jié)構(gòu)整體屈曲前提前發(fā)生面內(nèi)屈曲。所以在實(shí)際工程中，有必要結(jié)合數(shù)值模擬計(jì)算結(jié)果提前判斷結(jié)構(gòu)中可能發(fā)生屈曲位置的桿件，增強(qiáng)其穩(wěn)定承載力，避免其在整體失穩(wěn)前，提前發(fā)生屈曲現(xiàn)象。
　　(5)基于靜力初始變形缺陷模態(tài)法，引入規(guī)范允許范圍內(nèi)的不同大小初始缺陷，對(duì)錯(cuò)列桁架縮尺簡(jiǎn)化模型進(jìn)行參數(shù)化分析，分析結(jié)果說明初始缺陷