弹性支承圆弧钢浅拱平面内非线性稳定研究

来源 :天津大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:drake0266
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
拱结构具有优美的造型和良好的受力性能等优点,由于其有较大的刚度和较高的承载能力,作为一种非常合理的结构形式在房屋建筑和桥梁工程中得到了非常广泛的应用。钢材作为一种常见的建筑材料,具有轻质高强、韧性好等力学性能优点,而且有易取得、易加工、等施工优点,是一种非常理想的建筑结构材料。故结合了钢材和拱结构优点的拱形钢结构在建筑工程领域有着大量的应用。但这种结构在设计中也存在很多问题:拱结构以受压为主的受力性能以及钢材截面尺寸较小造成结构的稳定问题突出;而且要保证拱内产生足够的轴力,拱脚支座必须具有一定的刚度。但实际工程中,拱经常支承在其他结构上,支座不可能做到完全刚性支承,特别是矢跨比较小的浅拱,对拱脚支承刚度要求更严格,如何考虑支承刚度对稳定的影响需要深入研究。本文以弹性支承圆弧钢浅拱为研究对象,研究其平面内非线性稳定性能。首先针对水平和转动弹性支承圆弧钢浅拱的内力线性解进行了理论推导,然后针对水平和转动弹性支承圆弧钢浅拱平面内弹塑性稳定承载力进行了试验研究,最后就水平和转动弹性支承圆弧钢浅拱平面内弹塑性稳定承载力进行了数值模拟分析,得到以下成果:(1)结合应变位移关系,给出了水平和转动弹性支承圆弧钢浅拱的内力线性解,并与有限元分析结果对比,证明了理论推导的正确性。(2)研究了拱形刚架结构拱脚支承柱等效水平弹簧刚度kh和等效转动弹簧刚度kθ之间的关系,给出了kh和kθ的关系公式,并证明了其正确性。(3)分别对全跨竖向均布荷载作用下矢跨比为0.2、0.1的6榀弹性支承压弯圆弧拱进行了平面内稳定承载力试验研究,揭示了弹性支承圆弧拱的失稳破坏机理。通过试验结果与数值模拟结果比较证明了有限元数值计算结果具有很高的精度,可以用有限元分析方法对弹性支承圆弧钢拱平面内稳定性进行进一步研究。
其他文献
高强钢丝-聚合物砂浆加固混凝土结构是一种新型的结构加固方法,高强钢丝-聚合物砂浆以高强钢丝作为增强材料,聚合物砂浆作为基材组成的薄层结构。相对于其他加固方法,聚合物砂浆
多次地震的震害调查和强震观测结果表明,场地条件对地面运动有重要的影响。其中,土层地震反应是研究地面运动的关键问题之一。目前土层地震反应分析常用的方法是基于等效线性
膨胀土是一种具有特殊工程性质的区域性粘土。随着我国大规模的基础设施建设,膨胀土对各种工程建设所造成的危害也就显现出来。在众多的膨胀土处理技术中,化学方法由于其良好的
膨胀岩问题是工程地质和岩石力学领域中最为复杂的研究难题之一。目前关于膨胀岩的膨胀变形试验和膨胀本构模型的研究已有不少,但对膨胀岩的判别分类方法、膨胀机理及膨胀本构
天津滨海吹填场区形成了典型的“上软下硬”的双层软黏土地基,其复杂的物理性质和工程特性常使修建于其上的建筑物出现诸多工程问题。但是,目前对吹填场区双层软黏土地基的研
高吸水性树脂(SAP)在混凝土工程中的应用是一项重要的工程技术革新,相关研究工作在国内外均刚刚起步,仍有许多空白之处。本课题从添加高吸水性树脂混凝土的相关力学性能试验出发,以探求高吸水性树脂混凝土的相关变化规律。本文针对添加SAP混凝土的抗压强度变化规律展开详细研究。通过对多粒径、多掺量和不同配合比的组合,对影响SAP混凝土抗压强度的因素进行了全面的分析和探讨。研究表明,掺量和粒径的不同,对混凝土
学位
桅杆结构是一类应用广泛的高柔风敏感结构,较易因风力引起的结构构件疲劳破坏而造成整个桅杆结构的倒塌。避免桅杆结构构件风致疲劳破坏的发生,保证桅杆结构的安全是已成为新
随着我国土木工程的快速发展,预应力高强混凝土管桩(Prestressed High Strength Concrete Pile,PHC管桩)已广泛应用于建筑、桥梁、港口和码头等工程建设中。在地震荷载作用下
近年来,由于基础承受的荷载越来越大,桩基因其独特的优势越来越被人们广泛采用,特别是现在大型桥梁基础工程中大多采用桩基础。本文以荆岳长江公路大桥为工程背景,在现有关于