大跨度钢管拱桁架结构非线性稳定特性研究-硕士论

《大跨度钢管拱桁架结构非线性稳定特性研究-硕士论》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、太原理工大学硕士学位论文题目大跨度钢管拱桁架结构非线性稳定特性研究THERESEARCHONTHENONLINEARSTABILITYOF英文并列题目LONG-SPANSTEELPIPEARCHTRUSSES______研究生姓名：学号：专业：结构工程研究方向：钢结构导师姓名：职称：教授论文提交时间：2009/6学位授予单位：太原理工大学地址：山西·太原太原理工大学太原理工大学硕士研究生学位论文大跨度钢管拱桁架结构非线性稳定特性研究摘要钢管拱桁架结构作为一种颇具魅力的空间结构，因其造型美观、受力合理、用钢量省、施工方便、能覆盖较大空间，广泛应用

2、于飞机场、体育馆、会展中心、大型厂房等场所，成为目前工程中经常应用的空间结构体系之一。随着跨度不断增大，拱桁架作为以受压为主的结构，稳定成为制约其发展的关键因素之一，本文主要对这种结构的极限承载力进行研究。本文总结了国内外钢管拱桁架稳定及极限承载力分析方面取得的成果，阐述了钢管拱桁架稳定分析的相关理论。以实际设计的满足规范要求的倒三角形截面单榀钢管拱桁架结构为研究对象，使用大型通用有限元程序ANSYS，研究钢管拱桁架的极限承载力，分析其破坏路径及失稳机理。具体开展的工作如下：⑴对一跨度为120m的钢管拱桁架进行特征值屈曲分析、几何非线性屈曲分析

3、和双重非线性屈曲分析，对结构进行全过程跟踪，计算结果表明：考虑双重非线性后结构的屈曲荷载最小，其承载力为特征值屈曲的12.53%，为仅考虑几何非线性的13.84%,充分表明材料非线性对于拱桁架结构极限承载力的影响至关重要，特征值屈曲分析将产生非保守的结果。从全过程跟踪的结果可以得到，对于弹塑性失稳，在荷载作用下，结构在失稳前经历了较长的塑性发展过程，破坏的实质是结构整体变形和塑性发展的相互促进，宏观上的整体变形是微观塑性发展的表现；而微观的塑性发展是宏观整体变形的实质。⑵在前者的基础上，研究初始几何缺陷、侧向约束、荷载分布方式、腹杆布置方式、跨

4、度对钢管拱桁架的极限承载力的影响，研究表明:76太原理工大学硕士研究生学位论文钢管拱桁架对初始缺陷敏感度较高，结构的临界荷载随几何缺陷的增加而减小；对于提高拱桁架结构的稳定性，侧向约束非常重要，可通过构造措施保证其侧向稳定性；不同荷载布置方式对于拱桁架的极限承载能力影响非常大；对于此类结构，应恰当选择腹杆布置方式，从而提高其极限承载能力；本文所研究的不同跨度的符合实际工程要求的拱桁架，其临界承载能力相差不大。关键词：拱桁架，非线性，稳定性，屈曲分析国家自然科学基金项目：强震下大跨度空间拱桁架破坏机理及其性能设计指标研究（编号：50878137）

5、山西省科技攻关项目：罕遇地震下基于安全工作性能的大跨度空间钢拱桁架结构体系研制（编号：20080321086）76太原理工大学硕士研究生学位论文THERESEARCHONTHENONLINEARSTABILITYOFLONG-SPANSTEELPIPEARCHTRUSSESABSTRACTSteelpipearchtrussasaspatialstructureveryattractiveforitsbeautifuldesign,reasonableforce,theeconomicsteelvolume,constructionconven

6、ience,coveralargerspan,iswidelyusedinairports,stadiums,conventioncenters,large-scaleplantandsoon.Anditbecomesoneoftheregularspatialstructureoftheworld.Alongwiththespanlarger,asastructurethatmainlysustainspressure,stabilityconstraintstoitsdevelopmentasoneofthekeyfactors.Thisa

7、rticlemainlyresearchesontheultimatebearingcapacityofsuchastructure.Thispapersummarizestheresultsofthestabilityandultimatebearingcapacityofthesteelpipearchtrussathomeandoverseas,andexpatiatestheorythatrelatedtothestabilityofsteelpipearchtruss.Thispapertakesasteelpipearchtruss

8、withtrianglesectionastheresearchobject,researchestheultimatebearingcapacity