基于能量原理平面張弦梁結(jié)構(gòu)力學(xué)性能及穩(wěn)定性研究.pdf

1、張弦梁結(jié)構(gòu)是近幾年發(fā)展起來的新型大跨度預(yù)應(yīng)力空間結(jié)構(gòu),由于其幾何構(gòu)成簡單、力流傳遞明確而受到了工程設(shè)計(jì)人員的青睞,廣泛應(yīng)用于會展中心、展覽館、火車站等重要的公共建筑中。本文系統(tǒng)研究了張弦梁結(jié)構(gòu)的靜力性能、平面內(nèi)和平面外穩(wěn)定性能,為該類結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)提供借鑒和參考依據(jù)。
　　主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)依據(jù)能量變分原理,分別建立了鉸支、水平彈性支撐和簡支三種邊界條件張弦梁結(jié)構(gòu)的平衡微分方程,給出了結(jié)構(gòu)在預(yù)拉力張拉狀態(tài)、全跨均布

2、荷載、半跨均布荷載、溫度荷載作用下結(jié)構(gòu)受力及變形的理論計(jì)算公式。研究了不同邊界條件下張弦梁結(jié)構(gòu)的靜力性能。
　　(2)利用能量變分原理,建立鉸支張弦梁和水平彈性支撐張弦梁的平面內(nèi)非線性平衡方程,求得發(fā)生反對稱分岔失穩(wěn)臨界荷載解析解;根據(jù)彈性理論對簡支張弦梁荷載分配及內(nèi)力傳遞路徑做了理論分析,由于撐桿的豎向支撐作用和體系自平衡功能,不會發(fā)生彈性整體失穩(wěn),即不存在第一類穩(wěn)定問題。
　　(3)應(yīng)用數(shù)值方法對張弦梁進(jìn)行平面內(nèi)彈塑性極

3、限承載力全過程分析,探討了結(jié)構(gòu)在全跨荷載和半跨荷載作用下作用下的失穩(wěn)破壞機(jī)理。根據(jù)全跨荷載作用下張弦梁是下弦索的強(qiáng)度破壞和半跨荷載作用下是上弦拱梁的強(qiáng)度破壞,分別推導(dǎo)了全跨和半跨荷載作用下張弦梁彈塑性極限荷載的計(jì)算公式。
　　(4)根據(jù)能量法建立豎向均布荷載作用下無面外支撐張弦梁張弦梁結(jié)構(gòu)整體勢能方程,通過勢能駐值原理得到張弦梁平面外彈性失穩(wěn)臨界荷載計(jì)算公式。對張弦梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行了平面外彈塑性穩(wěn)定性能研究,考察了各種參數(shù)變化對平面外彈