拱形管桁架結(jié)構(gòu)的平面外穩(wěn)定性及設(shè)計(jì)方法研究.pdf

1、近代鋼結(jié)構(gòu)逐漸興起，失穩(wěn)是引起結(jié)構(gòu)破壞倒塌的重要因素。對(duì)于立體桁架穩(wěn)定，尤其是非直線型的拱形管桁架，大多數(shù)研究集中于平面內(nèi)穩(wěn)定性研究，平面外穩(wěn)定的設(shè)計(jì)方法并沒有系統(tǒng)的建立。立體桁架作為近些年新興的一種新型結(jié)構(gòu)，有必要研究其平面外穩(wěn)定并提出有關(guān)設(shè)計(jì)方法。
　　本文首先分析拱形管桁架內(nèi)力分布，觀察內(nèi)力分布規(guī)律，同時(shí)研究其失穩(wěn)形式以及屈曲荷載的影響因素。然后，結(jié)合立體桁架幾何關(guān)系，運(yùn)用平衡法和數(shù)值擬合法，建立拱形管桁架的平面外彈性設(shè)計(jì)方

2、法，最終通過有限元法探究拱形管桁架彈塑性穩(wěn)定設(shè)計(jì)方法。
　　通過研究獲得如下結(jié)論:
　　(1)拱形管桁架平面外穩(wěn)定性受到矢跨比與寬高比共同影響，矢跨比處于0.1至0.4之間時(shí)，矢跨比越大，平面外穩(wěn)定性越小;寬高比處于0.5至1.5之間時(shí)，寬高比越大，平面外穩(wěn)定性越大;全跨荷載布置的平面外穩(wěn)定性高于半跨荷載布置;固支拱腳與銷支拱腳的平面外穩(wěn)定性均高于鉸支拱腳。
　　(2)在進(jìn)行彈性屈曲分析中，平衡法推導(dǎo)出構(gòu)件的抗彎剛度與

3、自由扭轉(zhuǎn)剛度;在矢跨比處于0.1至0.4之間，寬高比處于0.5至1.5之間時(shí)，拱形管桁架在鉸支約束下的彈性平面外穩(wěn)定設(shè)計(jì)方法可以沿用實(shí)腹式拱的設(shè)計(jì)方法，而固支約束下的彈性平面外設(shè)計(jì)方法需要數(shù)值擬合確定，最終整合的彈性平面外穩(wěn)定設(shè)計(jì)方法經(jīng)有限元驗(yàn)證，均滿足精度要求。
　　(3)彈塑性屈曲分析中，在矢跨比處于0.1至0.4之間，寬高比處于0.5至1.5之間時(shí)，初始一致缺陷對(duì)其平面外影響不可忽略，一致缺陷越大，平面外穩(wěn)定性越低;拱腳形式