交叉布索預(yù)應(yīng)力立體桁架拱結(jié)構(gòu)靜力與穩(wěn)定性研究.pdf

1、鋼拱結(jié)構(gòu)具有良好的力學(xué)性能，其拱軸線的曲線形式與拱腳的水平推力使結(jié)構(gòu)受力轉(zhuǎn)化為以截面受壓為主，提高了材料利用率。但是，鋼拱結(jié)構(gòu)存在兩個缺點，一是在不對稱荷載作用下，拱內(nèi)彎矩增大，承載力和剛度均大幅度降低;二是在全跨荷載作用下，承載力對反對稱的幾何初始缺陷具有敏感性。為提高拱結(jié)構(gòu)的承載力與剛度，改善其靜力性能，根據(jù)張弦梁結(jié)構(gòu)的布索特點，提出了一種新型索拱結(jié)構(gòu)，從而實現(xiàn)拱結(jié)構(gòu)向更大跨度的發(fā)展。
　　目前，針對實腹式拱結(jié)構(gòu)的布索方案研究

2、、受力特性分析，已有很多文獻研究，而對于格構(gòu)式鋼拱結(jié)構(gòu)的力學(xué)特性分析則較少。為進一步提高立體桁架拱結(jié)構(gòu)承載力與剛度，改善其受力性能，本文主要從以下幾方面對交叉布索預(yù)應(yīng)力立體桁架拱結(jié)構(gòu)進行相關(guān)研究:
　　選取桁架拱為研究對象，建立了跨度為100m的交叉布索預(yù)應(yīng)力立體桁架拱結(jié)構(gòu)和普通桁架拱結(jié)構(gòu)模型，采用ANSYS分析了不同矢跨比下各布索方案結(jié)構(gòu)的最大豎向位移、支座水平反力、桿件內(nèi)力峰值和內(nèi)力分布情況，分析了結(jié)構(gòu)在全跨、半跨均布荷載作用

3、下的穩(wěn)定性能，最終選出最佳布索方案的索拱結(jié)構(gòu)。
　　對比分析了全跨、半跨均布荷載作用下，索拱結(jié)構(gòu)與純拱結(jié)構(gòu)的彈性穩(wěn)定性能，對索拱結(jié)構(gòu)和純拱結(jié)構(gòu)的屈曲模態(tài)進行了對比分析。此外，本文還分析了矢跨比、桁架桿件截面大小、拉索截面大小、初始缺陷、拉索預(yù)應(yīng)力大小、拉索節(jié)點位置和材料非線性對方案一索拱結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性能的影響，以研究其受力特性和破壞機理。
　　針對交叉布索預(yù)應(yīng)力立體桁架拱結(jié)構(gòu)的平面外穩(wěn)定性能，研究了側(cè)向支撐的剛度、側(cè)向支撐數(shù)量