拱形管桁架结构的平面内稳定性及设计方法研究

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1、密级公开分类号TU391工程硕士学位论文拱形管桁架结构的平面内稳定性及设计方法研究王波指导教师王琦高级工程师曹红月高级工程师申请学位级别工程硕士工程领域建筑与土木工程2018年5月11日学位论文知识产权声明本人完全了解西安工业大学有关保护知识产权的规定，即：研究生在校攻读学位期间学位论文工作的知识产权属于西安工业大学。本人保证毕业离校后，使用学位论文工作成果或用学位论文工作成果发表论文时署名单位仍然为西安工业大学。学校有权保留送（提）交的学位论文，并对学位论文进行二次文献加工供其他读者查阅和借阅；学校可以在网络上公布学位论文的全部或部分内容，可以采用影

2、印、缩印或其他复制手段保存学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）学位论文作者签名：学校导师签名：企业导师签名：日期：学位论文独创性声明秉承学校严谨的学风与优良的科学道德，本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，学位论文中不包含其他人已经发表或撰写过的成果，不包含本人已申请学位或他人已申请学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了致谢。学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。学位论文作者签名：学校

3、导师签名：企业教师签名：日期：拱形管桁架结构的平面内稳定性及设计方法研究学科：建筑与土木工程研究生签字：学校导师签字：企业导师签字：摘要随着“一带一路”发展战略的提出，预示着中国建筑迎来巨大的商机。近年来，我国钢材产业发展迅猛，生产的钢材在质量和产量上都有了长足的进步。拱形管桁架结构在大跨度建筑中得到了广泛地应用，如火车站、机场航站楼、体育馆、会展中心等大型公共建筑中。因此，拱形管桁架结构的平面内稳定问题越来越引起人们的重视。本文首先结合工程实例建立了一组矢跨比为0.2的倒三角形拱形管桁架结构有限元模型，分别对其进行了特征值屈曲分析和非线性屈曲分析，对

4、两种分析方法得到的结果进行比较分析。发现对于空间拱形管桁架结构特征值屈曲分析与非线性屈曲分析结果存在一定的差别，为保证分析过程中结构的安全性，选用非线性屈曲分析的方法更符合结构在实际工程中的受力情况。通过结构受力后的变形图和位移荷载变化曲线，得到拱形管桁架结构平面内的失稳破坏机理，为后续的研究工作做了铺垫。此后，建立了工程中常用的矢跨比分别为0.1、0.3、0.4的模型，研究不同参数变量对拱形管桁架结构极限承载力的影响程度。在其他条件保持不变的前提下，分别研究了矢跨比、高跨比、倒三角形截面宽高比、弦腹杆直径及厚度以及弦杆节间数对结构平面内稳定性的影响，

5、得出了结构承载力在不同参数影响下变化规律。最后，对上述研究工作进行了总结，提出一些能够指导此类工程设计工作的建议，为拱形管桁架结构的研究应用提供了依据。关键词：拱形管桁架、平面内稳定、非线性分析、极限承载力、变参量分析InPlaneStabilityandDesignMethodofArchedPipeTrussStructureDiscipline:ArchitectureandCivilEngineeringStudentSignature:SupervisorⅠSignature:SupervisorⅡSignature:AbstractWith

6、thedevelopmentstrategyof"OneBeltandOneRoad"proposed,itindicatesthatChina'sconstructionindustrywillhavetremendousbusinessopportunities.Inrecentyears,theproductionofsteelinthequalityandyieldhavemadegreatprogress.Thus,thearchedpipetrussstructurehasbeenwidelyusedinlarge-spanbuilding

7、s,suchasrailwaystations,airportterminals,stadiums,conventioncentersandotherlargepublicbuildings.Therefore,theproblemofarchedpipetrussstructureattractsmoreandmoreattention.Asetoffiniteelementmodelswithasagratioof0.2aresetupinthispaper.Theeigenvaluebucklinganalysisandnonlinearbuck

8、linganalysisarerespectivelycarriedout.Theresult