拋物線拱結構穩(wěn)定性及抗震性能分析.pdf

1、拱形結構是一種受力比較合理的結構形式。與彎剪結構相比，拱結構具有跨度大、承載力高、截面尺寸小、變形小的優(yōu)點，因此拱結構在機械、宇航工程和土木等領域應用廣泛。但隨著跨度的不斷增大，拱截面尺寸也越來越大、形狀也更加復雜多樣，拱設計得是否合理，直接影響著拱的承載能力、穩(wěn)定性和自重，因此合理地設計出具有足夠穩(wěn)定性的拱結構有著非常重要的意義，本文以倒梯形拋物線拱結構為例，利用有限元法對拱結構進行彈塑性穩(wěn)定性分析;另一方面，因為大跨度拱結構動力特性

2、比較復雜，地震響應影響因素眾多，所以利用有限元法對拱結構進行抗震分析。
　　 以倒梯形拋物線拱結構為例，運用有限元軟件ANSYS，對承受徑向均布荷載、豎向均布荷載和跨中集中荷載的倒梯形拋物線拱進行平面內及平面外穩(wěn)定承載力研究。使用弧長法對拱結構平面內屈曲荷載—位移平衡路線及平面外屈曲荷載—位移平衡路線進行全過程跟蹤研究。分析拋物線拱結構在不同矢跨比和拱腳條件下發(fā)生彈塑性屈曲的規(guī)律，分析中考慮材料非線性、矢跨比和初始幾何缺陷等因素

3、的影響。
　　 拱結構的自振特性是由系統(tǒng)結構的類型、剛度、質量分布、材料性質和連接構造等多種因素決定，矢跨比和連接構造不同的拱結構其自振特性也有很大差異，因此對拋物線拱結構進行模態(tài)分析，通過改變拋物線拱結構的矢跨比和支承形式，分析其對結構自振周期的影響。
　　 利用反應譜法和時程分析法對拋物線拱結構進行地震響應分析，計算過程中分別對拱結構施加水平橫向、水平縱向、水平橫向加豎向和水平縱向加豎向地震波，討論不同矢跨比、連接構