截面为三角形的空间格构式圆拱平面内整体稳定性能分析

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1、截面为三角形的空间格构式圆拱平面内整体稳定性能分析张耀春张秀华（哈尔滨工业大学土木工程学院哈尔滨150090）（东北林业大学土木工程学院哈尔滨150040）摘要：空间格构式圆拱是一种较为新颖的空间结构,具有外形美观、受力合理、经济实用等优点。稳定性计算是拱结构设计中一个关键课题。利用ANSYS有限元程序对格构式拱在满跨均布荷载作用下进行了几何非线性分析•并从结构的荷载-位移全过程曲线考察该结构平面内稳定问题的基本规律。通过对大量数据进行回归分析，得出格构式圆拱平面内整体稳定临界荷载拟合公式•供设计参考。尖键词：空间格构式圆拱平面内整体稳定荷载■位移

2、全过程曲线临界荷载ANALYSISFORIN-PLANEGLOBALSTABILITYOFSPATIALLYLATTICEDCIRCULARARCHWITHTRIANGULARSECTIONZhangYiochun(SchoolofCivilEngineering,HarbinR)lytechnicUniversityHarbin15(X)90)ZhangXiuhua(SchoolofCivilEngineering.NortheastIbresttyUniversityHarbin150(>4())Abstract:Thespatiallylat

3、ticedcirculararchstructurewithtriangularsectionisanewstructundsystemandhaslotsofadvantagessuchasarchitecturallyattractivesliapc,rationalloadingpcrtbnmncc,economyandpracticality.Stabilitycalculationisthekeypioblemofthearchstructuredesign.BymeansofthefiniteelementpiugramANSYSJhe

4、geornetricanoriZlinearanalysisofthiscirculararchwasconductedundertheunitfbrmlydistributedloadalongwholespan.Accordingt(thegeneralload-detbnmtionresponsecurves「hebasiclawofthestabilityofthespatiallatticearchstructurehasbeerobtained.Theinatchingformulaeweregivenbythevalueregress

5、ioninethod,whichcanbeusedtocalculatethein-plantglobalstabilitycriticalloadofthesestructures.Keywords:spatiallylatticedcirculararchin^)laneglobalstabilitygeneralload2defbmiationresponsecurvescriticalload1概述近年来，由于空心管截面（HSSHollowStructuralScc2don）

6、所具有的独特优点，越来越得到设计师们的青睐。由方钢管做弦杆•方钢

7、管、圆钢管做腹杆的截面三角形的空间格构式拱结构•已在建筑中得到应用,如南京国际展览中心屋盖就采用了截面为倒放三角形的空间格构式拱结构丄。截面为正放三角形的空间格构式拱结构•具有受力合理、空间刚度大、节点处理简捷等诸多优点。特别之处在于，该体系的橡条可沿纵向悬挂在下弦之间•使屋面位于下弦处•既减小了檳条跨度•又节约了建筑空间•并具有良好的采光效果,是一种很有推广前景的结构体系“•其结构简图如图11-1图I格构式圆拱结构模型示意作为一种新型的结构体系•其在不同跨度、不同矢跨比、不同三角形截面的宽高比、不同拱形及不同荷载工况下的整体稳定性能还未见到相关文

8、献报道，有待于探索开发。本文第T乍者:张縫春男1937年2月出生教授的重点是研究这种带拉杆的两狡圆拱体系在满跨均布荷载下的平面内整体稳定性能。2格构式圆拱平面内整体稳定性分析211格构式圆拱平面内稳定问题的研究方法拱式结构是一种以承受压力为主的平面曲杆体系。实腹甫共结构的平面内稳定问题已有上百年的研究历史“，不少学者采用分枝点屈曲理论给出了承受向心均布荷载的圆拱和沿跨度均匀分布荷载的抛物线拱的临界荷载公式。除上述以反对称失稳的第一类稳定问题外，还硏究了极坦拱的跃越失稳问题。本文提出的空间格构式圆拱•由空间汇交杆系组成、构造复杂•影响因素较多，在沿跨

9、度方向均布荷载作用下，拱轴线和压力线不相吻合彳艮难采用求特征值的分枝点屈曲理论给出其临界荷载的显示表达式。为了简化分析•寻