新型大跨度預(yù)應(yīng)力加強型拱形結(jié)構(gòu)的性能分析.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、鋼拱結(jié)構(gòu)具有受力較為合理、自重輕、造型優(yōu)美等許多優(yōu)點,是常見的結(jié)構(gòu)形式之一,但隨著結(jié)構(gòu)跨度的增加,這類結(jié)構(gòu)具有應(yīng)力分布趨于不均勻,變形也急劇增加的特點,因而它的跨度受到很大的限制。為了使鋼拱結(jié)構(gòu)既輕巧又適應(yīng)于大跨度,各國學(xué)者提出了很多通過增加拉索對鋼拱結(jié)構(gòu)改進的方案,但研究絕大部分集中在索-拱結(jié)構(gòu)(無撐桿)上,對其它改進方案研究甚少。為此,本文分析研究了一種新型預(yù)應(yīng)力鋼拱結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)體系是根據(jù)鋼拱在全跨均布荷載作用下的內(nèi)力分布及變形,分

2、別在鋼拱的中間部分內(nèi)側(cè)和兩邊部分外側(cè)增加適當(dāng)?shù)膿螚U和預(yù)應(yīng)力索形成。本文稱此結(jié)構(gòu)為預(yù)應(yīng)力加強型鋼拱結(jié)構(gòu)。通過有限元軟件ANSYS,本文著重計算分析了該結(jié)構(gòu)以下幾方面受力性能: 1)分析了該結(jié)構(gòu)在全跨節(jié)點荷載作用下的受力性能,計算顯示了該結(jié)構(gòu)最大應(yīng)力和最大位移隨全跨節(jié)點荷載增加以及初始預(yù)應(yīng)力增加的變化規(guī)律,同時與普通鋼拱結(jié)構(gòu)最大應(yīng)力和最大位移隨荷載增加的變化規(guī)律進行了對比。 2)分析了改變該結(jié)構(gòu)兩側(cè)撐桿的相對長度對改善結(jié)構(gòu)受

3、力性能所起到的優(yōu)化作用,計算顯示了改變該結(jié)構(gòu)兩側(cè)撐桿的相對長度后,結(jié)構(gòu)在不同全跨節(jié)點荷載作用下最大應(yīng)力和最大位移的變化規(guī)律。 3)對該結(jié)構(gòu)在半跨節(jié)點荷載作用下的受力特性進行了分析,并據(jù)此對結(jié)構(gòu)進行了改進,以提高結(jié)構(gòu)抵抗半跨荷載的能力。并對改進后的加強型鋼拱結(jié)構(gòu)進行了分析研究。在對預(yù)應(yīng)力加強型鋼拱結(jié)構(gòu)的受力特性有了比較全面的了解之后,本文把這種依據(jù)鋼拱結(jié)構(gòu)的受力特征在其適當(dāng)位置增加撐桿和預(yù)應(yīng)力索以約束其彎矩和變形從而改善結(jié)構(gòu)受力特

4、性的思想應(yīng)用于單層柱面網(wǎng)殼,形成了一種新的預(yù)應(yīng)力空間結(jié)構(gòu)體系,本文把它稱為預(yù)應(yīng)力加強型柱面網(wǎng)殼。通過有限元軟件ANSYS,本文對該網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)進行了受力分析及穩(wěn)定性研究,主要包括以下幾方面的內(nèi)容: 1)按照網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的設(shè)計要求,對所建立的預(yù)應(yīng)力加強型網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)計算模型進行了荷載計算、內(nèi)力分析、桿件設(shè)計以及各最不利桿件的強度和穩(wěn)定性驗算。 2)依次對該網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)在不同全跨節(jié)點荷載作用、施加不同初始預(yù)應(yīng)力以及荷載和預(yù)應(yīng)力共同作用時的受

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