剪切變形對大跨格構(gòu)拱平面內(nèi)整體穩(wěn)定的影響.pdf

1、近年來大跨格構(gòu)拱的應用越來越廣。不論是單一的格構(gòu)拱結(jié)構(gòu)還是以格構(gòu)拱為其重要組成部分的混合結(jié)構(gòu)體系在工業(yè)建筑和公共建筑中都得到了廣泛的采用，這使得格構(gòu)拱的穩(wěn)定計算問題變得更加重要起來。格構(gòu)拱與實腹拱相比，其剪切變形不再是很小的了，因此格構(gòu)拱的臨界荷載的計算必須考慮剪切變形的影響。而剪切變形對臨界荷載的影響程度決定于綴材的尺寸和結(jié)構(gòu)布置等因素，本文最終目的就是研究這些因素對大跨格構(gòu)拱平面內(nèi)整體穩(wěn)定的影響規(guī)律。 而國內(nèi)外關(guān)于大跨格構(gòu)拱

2、的穩(wěn)定研究還很少。任意軸線拱的平衡微分方程是變系數(shù)的，難于直接求解而常常采用近似方法，如漸進法、有限差分法等。而本文研究格構(gòu)拱的穩(wěn)定問題還必須考慮剪切變形，前面所提近似方法便不太適用，于是本文在這種背景下作了以下主要研究工作： （1從拱的基本方程出發(fā)，結(jié)合CDC法的基本原理，導出了計算拱撓度曲線的基本方程組，得到一種計算拋物線拱的臨界荷載的新方法——拱的撓度曲線法（簡稱ADC法）；應用該法計算出了均布豎向荷載作用下等截面拋物線

3、拱面內(nèi)屈曲的臨界荷載，其結(jié)果與現(xiàn)有文獻和有限元法的結(jié)果吻合較好，驗證了ADC法的正確性，同時也展現(xiàn)了該法的諸多優(yōu)勢。 （2）在ADC法的基礎(chǔ)上順利地引入的剪切變形，將ADC法進一步發(fā)展成可以計算包括剪切變形在內(nèi)的臨界荷載的方法；在作了一些簡化和假設(shè)后，將格構(gòu)拱轉(zhuǎn)化為等效的實腹拱，于是可用ADC法進行近似分析；通過參數(shù)的單因素和多因素分析，得到了剪切變形對雙肢綴條拱和三肢綴條拱的臨界荷載的影響規(guī)律。 （3）為了簡化格構(gòu)拱

4、臨界荷載的計算，本文結(jié)合理論推導和數(shù)值回歸分析，提出了格構(gòu)拱換算長細比的建議計算式，使格構(gòu)拱的臨界荷載可通過換算長細比轉(zhuǎn)換成等效的實腹拱計算；最后本文還用有限元模擬了兩鉸拱和無鉸拱的多個實際結(jié)構(gòu)，并將有限元法的結(jié)果同ADC法的結(jié)果和本文建議式的結(jié)果作了對比分析，結(jié)果表明按本文思路和方法分析是正確可行的。 本文將CDC法原理應用于拱的穩(wěn)定分析當中，得到了求解拱臨界荷載的ADC法還僅僅是個開始，該法還有很大的發(fā)展空間。像研究直線梁柱