复杂支承条件下特种空间杆系钢结构研究

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抱杆结构吊装的起吊能力大,稳定性能好,效率高,操作简单,且机具设备少,占地面积小,既经济又安全,在土木工程界的施工中应用得日益广泛。抱杆结构的强度和稳定十分重要,而当前工程界的计算方法各异,尚无统一的标准,缺乏定论。甚至有的计算方法精确度不高,与实际结构存在一定的差距,其工程应用一般以以往施工经验为基础。本文紧密结合“500kV江阴大跨越工程”,采用有限元对抱杆进行了静力分析,并采用较合理的挠曲线对抱杆结构的稳定性能作了初步计算。 采用有限元分析软件SAP2000建立三维杆系模型,精确模拟落地拉线和腰箍对抱杆的支承,分析了抱杆结构的受力性能。经与传统的三弯矩法对比,显示了该方法的优越性。并对部分抱杆结构进行了模拟试验,进一步验证了有限元软件SAP2000计算抱杆结构的合理性和准确性。 工程中抱杆为变截面、变刚度结构,其上作用有多个轴向压力,并同时作用有分布荷载和侧向荷载。本文采用能量法对抱杆结构进行了稳定计算。以各支承处杆身的侧向偏移及杆顶侧移为参变量,求解了荷载作用下抱杆结构的Lagrange挠曲多项式;利用此挠曲线,以Matlab为数值计算工具,分析了落地拉线和腰箍支承对理想抱杆稳定性能的影响。 考虑到实际抱杆为非完善结构,本文还研究了初始缺陷,如杆身初弯曲和初偏斜及荷载偏心,对抱杆稳定性能的影响,得到了相关结论。 本文旨在促进抱杆结构的工程应用,所得结论可供有关的设计施工人员参考,具有重要的理论意义和工程价值。
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