鋼板薄膜效應(yīng)和預(yù)應(yīng)力撐桿柱的理論分析、試驗研究與應(yīng)用.pdf

1、隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,在土木工程領(lǐng)域,大跨度超薄鋼結(jié)構(gòu)和超細長的特種鋼結(jié)構(gòu)等技術(shù)成為可能.該文主要研究了鋼板薄膜效應(yīng)和預(yù)應(yīng)力撐桿柱兩項鋼結(jié)構(gòu)新技術(shù).鋼板薄膜效應(yīng)是從鋼結(jié)構(gòu)的受力蒙皮技術(shù)中拓展而來的,其主要特點是能夠充分利用鋼板在面內(nèi)的抗剪和抗拉效應(yīng).把它布置在結(jié)構(gòu)中,使其通過可靠的連接可以參與結(jié)構(gòu)共同受力,從而改善原有結(jié)構(gòu)的性能.預(yù)應(yīng)力撐桿柱是現(xiàn)代預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)的一種,張緊的預(yù)應(yīng)力鋼索通過撐桿(或隔材)給鋼柱提供側(cè)向彈性約束,減小柱的計

2、算長度,從而提高柱的穩(wěn)定承載力.該文在總結(jié)前人研究工作的基礎(chǔ)上,對鋼板薄膜效應(yīng)的計算理論及分析、預(yù)應(yīng)力撐桿柱的計算理論和設(shè)計方法作了較為深入的研究,主要成果如下:提出了鋼板薄膜效應(yīng)的概念,拓展了鋼結(jié)構(gòu)受力蒙皮技術(shù)的涵義.敘述了鋼板薄膜的彈性力學(xué)計算理論,運用有限元理論建立了考慮鋼板薄膜效應(yīng)的結(jié)構(gòu)的計算理論;對比分析了考慮鋼板薄膜效應(yīng)的結(jié)構(gòu)和原結(jié)構(gòu)在位移、內(nèi)力以及自振周期等方面的力學(xué)性能.給出了鋼板薄膜與結(jié)構(gòu)桿件的連接計算公式.給出了預(yù)應(yīng)

3、力撐桿柱的兩種構(gòu)造形式,即內(nèi)撐柱和外撐柱,并分別給出其定義和構(gòu)造形式.在分階段受力分析思想的基礎(chǔ)上,提出了預(yù)應(yīng)力撐桿柱在承受自身預(yù)應(yīng)力和承受外荷載兩個不同階段的計算理論和方法,推導(dǎo)了預(yù)應(yīng)力鋼索初始張拉力和給定邊界條件的二節(jié)間預(yù)應(yīng)力撐桿柱穩(wěn)定承載力的計算公式,并在此基礎(chǔ)上提出了預(yù)應(yīng)力撐桿柱的設(shè)計方法和步驟.在預(yù)應(yīng)力撐桿柱的構(gòu)造技術(shù)方面,提出了關(guān)鍵節(jié)點的構(gòu)造方法.通過模型試驗可以看出,由于鋼板薄膜參與結(jié)構(gòu)受力,使得結(jié)構(gòu)在位移撓度和桿件應(yīng)力兩