平面张弦结构的平面内稳定性分析与研究

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本文对平面张弦结构的稳定性进行了分析与研究。按平面张弦结构各类型(张弦梁、张弦拱、系杆拱与拱形张弦拱)的构成特点,结合下弦索的对上弦压弯构件的约束作用,提出下弦索对提高张弦结构整体稳定性的回复力模型,该回复弯矩效应可以显著提高上弦拱的屈曲性能。推导了平面张弦结构的屈曲平衡方程,得到了张弦结构的一阶屈曲临界荷载,该屈曲荷载与结构的几何刚度(跨中结构高跨比、矢跨比)相关,与上弦拱的抗弯相关,将理论值与有限元计算结果进行了比较,证明了理论推导公式的准确性。将张弦拱、系杆拱与拱形张弦拱的整体稳定性与二铰拱的整体稳定性进行了分析与对比。研究结果表明,对各种形式的张弦结构,当上弦拱的矢跨比相同时,与二铰拱相比,张弦结构的整体稳定性有很大幅度提高,当应用于大跨度结构时,一般情况下可不受上弦拱整体稳定性的限制。对平面张弦结构各类型的整体稳定性进行了分析,按整体稳定性考虑给出了上弦构件截面惯性矩控制的要求。
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