桅桿結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定研究.pdf

1、桅桿結(jié)構(gòu)是由直立的細(xì)長桿身和沿高度方向斜向布置的數(shù)層纖繩所組成的高聳結(jié)構(gòu)。由于纖繩的幾何非線性和桿身的P-△效應(yīng)，桅桿結(jié)構(gòu)有著強(qiáng)烈的非線性，屬于大變形，小應(yīng)變。在正常設(shè)計和建造的情況下桅桿結(jié)構(gòu)破壞發(fā)生的比例在土木建筑中是罕見的。其中有不少是由于大風(fēng)引起了桅桿某些桿件和局部區(qū)域的失穩(wěn)，從而導(dǎo)致整個結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)破壞。因此，桅桿結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定問題值得研究。 通過以往的實際工程經(jīng)驗，我們得知桅桿的一些結(jié)構(gòu)參數(shù)對其強(qiáng)度、剛度、整體穩(wěn)定等工作

2、性能有著重大影響。在實際工程中，為了施工和設(shè)計人員的方便，桅桿結(jié)構(gòu)的布置和構(gòu)造常取一些默認(rèn)的數(shù)值，如：纖繩層間長細(xì)比通常為60-100，纖繩傾角取45°，纖繩初應(yīng)力取200-250Nmm2等等。本課題使用通用有限元程序SAP2000來分析這些結(jié)構(gòu)參數(shù)對桅桿的整體穩(wěn)定是否合理，如果不合理，就要提出更為優(yōu)化，更加具體的取值。 本文首先介紹了國內(nèi)外的桅桿結(jié)構(gòu)破壞實例，回顧了桅桿結(jié)構(gòu)的研究現(xiàn)狀。在纖繩和桿身的靜力計算理論的基礎(chǔ)上，介紹了

3、桅桿靜力整體穩(wěn)定的分析方法。接著介紹了使用SAP2000建立桅桿結(jié)構(gòu)模型的方法，并通過與經(jīng)典桅桿算法的比較，證實了SAP2000計算桅桿結(jié)構(gòu)的可靠性。本文分別研究了三方纖繩桅桿結(jié)構(gòu)的纖繩初應(yīng)力、纖繩傾角、纖繩層次、層間長細(xì)比對桅桿受力性能的影響。主要考慮了各類初參數(shù)對以下幾方面性能的影響：纖繩節(jié)點位移、纖繩節(jié)點剛度、弦桿的最大壓力、桿身縱向力、弦桿的失穩(wěn)系數(shù)、桅桿的整體穩(wěn)定安全系數(shù)。 通過大量的數(shù)值計算和對比，本文對最常用的三方