基于彈性模量縮減法研究拱形結(jié)構(gòu)穩(wěn)定承載力.pdf

1、拱形結(jié)構(gòu)既滿足人們生活的實用性要求，又具有較高的觀賞價值，在土木工程領(lǐng)域得到廣泛的運用，其穩(wěn)定承載力的研究是當(dāng)今的熱點課題。對于工程結(jié)構(gòu)的極限承載力分析而言，彈性模量縮減法(EMRM)具有良好的計算效率、計算精度以及穩(wěn)定性。為此，本文基于EMRM開展了拱形結(jié)構(gòu)穩(wěn)定承載力研究，主要工作和成果有:
　　(1)開展了圓形截面鋼管混凝土(CFST)構(gòu)件承載力研究。通過收集并建立了包含531個軸壓構(gòu)件、94個純彎構(gòu)件和384個壓彎構(gòu)件的試驗

2、數(shù)據(jù)庫，并據(jù)此對比了四本國外規(guī)程、兩本國內(nèi)規(guī)程和一本CFST專著中承載力相關(guān)方程的精度和適用性，綜合確定以鐘善桐(2006)專著的承載力相關(guān)方程計算圓形CFST構(gòu)件承載力。
　　(2)建立了具有廣泛適用性的工字型截面鋼構(gòu)件和圓CFST構(gòu)件穩(wěn)定齊次廣義屈服函數(shù)(HGYF)。首先利用工字型截面鋼構(gòu)件和圓CFST構(gòu)件承載力相關(guān)方程，建立相應(yīng)的截面廣義屈服函數(shù)(GYF)。然后考慮穩(wěn)定因素影響，建立適用于含待定參數(shù)的GYF齊次化策略，進而建

3、立了廣泛適用性的工字型截面鋼構(gòu)件和圓CFST構(gòu)件穩(wěn)定HGYF，有效地克服了GYF出現(xiàn)穩(wěn)定性差和計算精度欠佳等問題，同時避免了傳統(tǒng)齊次化策略需對含待定參數(shù)GYF進行重復(fù)開展回歸分析。
　　(3)建立了工字型截面鋼拱穩(wěn)定承載力分析的EMRM。利用線彈性梁單元建立工字型截面鋼拱有限元計算模型，并結(jié)合EMRM計算拱形鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定承載力，最后與試驗值及數(shù)值方法的計算值對比分析，驗證本文方法具有較高的計算精度和效率，確定了適用于工字型截面鋼拱

4、穩(wěn)定承載力分析的HGYF。
　　(4)研究建立了圓形截面CFST拱橋穩(wěn)定承載力分析的EMRM。首先基于CFST統(tǒng)一理論，利用單一組合材料線彈性梁單元建立CFST拱橋有限元分析模型，并結(jié)合EMRM分析確定CFST拱橋穩(wěn)定承載力，對比了穩(wěn)定承載力和強度承載力的區(qū)別，討論了不同穩(wěn)定系數(shù)和穩(wěn)定HGYF對計算結(jié)果的影響，進而通過與試驗結(jié)果及增量非線性有限元法(INFEM)結(jié)果對比分析，驗證了本文方法具有較高的計算精度和效率，克服了INFEM