人字型張弦梁式屋蓋的穩(wěn)定性研究.pdf

1、人字型張弦粱是由剛度較大的抗彎構(gòu)件(梁)和高強(qiáng)度的柔性構(gòu)件(索)以及連接兩者的撐桿組成，通過(guò)對(duì)柔性構(gòu)件施加預(yù)應(yīng)力，使相互連接的構(gòu)件成為具有整體剛度的自平衡體系。人字型張弦梁一般應(yīng)用在較大跨度空間結(jié)構(gòu)中，又由于其起拱較高，與普通鋼結(jié)構(gòu)一樣存在受力失穩(wěn)的問(wèn)題。結(jié)構(gòu)一旦失穩(wěn)，將造成經(jīng)濟(jì)的損失，甚至于危及到人身安全。因此對(duì)人字型張弦梁的靜力穩(wěn)定性和動(dòng)力穩(wěn)定性的研究是必要的，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。 本文的主要研究工作包括單榀人字型張弦梁在全

2、跨均布荷載下的靜力彈塑性穩(wěn)定分析及各因素對(duì)其穩(wěn)定性的影響；并且對(duì)人字型張弦梁式屋蓋進(jìn)行了靜力穩(wěn)定和動(dòng)力穩(wěn)定的分析。 首先，本文利用弧長(zhǎng)法對(duì)單榀人字型張弦粱在全跨均布荷載作用下的靜力穩(wěn)定性進(jìn)行全過(guò)程跟蹤分析，揭示了其受力性能和破壞機(jī)理。 其次，本文對(duì)不同中間拉索長(zhǎng)和拱高比(h/H)、不同拱高和跨度比(H/L)、不同預(yù)應(yīng)力、不同支座條件下的單榀人字型張弦梁的靜力穩(wěn)定性進(jìn)行了比較分析；得出h/H、H/L、支座條件對(duì)本結(jié)構(gòu)的靜力

3、穩(wěn)定性有較大的影響，而拉索的預(yù)應(yīng)力對(duì)本結(jié)構(gòu)的靜力穩(wěn)定性影響很小。 再次，本文對(duì)某科技館的由40榀人字型張弦梁及支撐組成的屋蓋進(jìn)行了靜力穩(wěn)定分析。各榀人字型張弦梁由支撐連成一個(gè)整體，而協(xié)同工作。環(huán)狀支撐改變了單榀張弦粱的力流傳遞性能，使其受力、變形都發(fā)生了很大的變化。 而后，本文對(duì)人字型張弦梁式屋蓋在三種地震波(1940年的EI Centro波、1952年的Taft波和當(dāng)?shù)貓?chǎng)地波)作用下的位移時(shí)程響應(yīng)進(jìn)行了對(duì)比分析，并得出

4、EI Centro波是對(duì)本結(jié)構(gòu)的位移響應(yīng)最不利的地震波。 最后，本文分別對(duì)X、Y、Z三個(gè)單向EI Centro波作用下人字型張弦梁式屋蓋進(jìn)行了動(dòng)力穩(wěn)定性分析。在單向水平波的作用下，屋蓋的動(dòng)力失穩(wěn)主要是平行于地震波輸入方向的張弦梁材料進(jìn)入塑性后，發(fā)生了較大的隆起和凹陷，致使整個(gè)屋蓋失去穩(wěn)定性；在豎向地震波作用下，跨度較小的張弦梁發(fā)生了較大的變形，進(jìn)而使整個(gè)屋蓋失去穩(wěn)定性；而后，對(duì)三向EI Centro波作用于屋蓋的情況也做了分析，