【摘 要】
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张弦桁架是大跨度封闭式干煤棚主要结构形式之一,它是由上弦刚性受压构件与下弦拉索组合在一起形成的自平衡的受力体系。随着张弦桁架结构的跨度不断增加,在设计和实际工程中出现了不少问题,尤其是结构的稳定问题最为突出。本文依托某煤场封闭工程为研究背景,在查阅大量国内外相关文献资料的基础上,论述了结构的稳定基本理论,对结构进行静力性能、静力稳定性以及动力稳定性分析,主要分析内容如下。(1)运用有限元软件Mid
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张弦桁架是大跨度封闭式干煤棚主要结构形式之一,它是由上弦刚性受压构件与下弦拉索组合在一起形成的自平衡的受力体系。随着张弦桁架结构的跨度不断增加,在设计和实际工程中出现了不少问题,尤其是结构的稳定问题最为突出。本文依托某煤场封闭工程为研究背景,在查阅大量国内外相关文献资料的基础上,论述了结构的稳定基本理论,对结构进行静力性能、静力稳定性以及动力稳定性分析,主要分析内容如下。(1)运用有限元软件Midas/Gen,对大跨度张弦桁架结构在最不利的基本荷载组合作用下进行应力比、预应力拉索内力以及撑杆内力分析,探讨了不同荷载工况作用下,结构的变形情况。随后,研究撑杆的数目(间距)、拉索的垂跨比、拉索中预应力大小、桁架高跨比以及拉索截面面积等参数对结构静力性能的影响,通过分析得出各个参数对结构内力和位移的变化规律。(2)运用有限元软件Ansys,对大跨度张弦桁架结构进行特征值屈曲分析、几何非线性分析以及双重(几何和材料)非线性分析,通过三种荷载因子的对比发现,双重非线性比几何非线性对结构的稳定性影响大。此外,通过对普通桁架与张弦桁架结构的稳定性分析对比发现,张弦桁架结构的承载能力远高于普通桁架的承载能力。接着,研究不同施加缺陷的方式、不同荷载分布形式、桁架截面高度、拉索的垂度、拉索预应力大小、拉索截面面积以及缺陷值大小等参数对结构稳定性的影响,得到结构的荷载因子随着各参数变化情况。(3)运用有限元软件Midas/Gen分析了大跨度张弦桁架结构的自振特性,得出结构的振型特征、固有周期以及刚度分布情况。通过选取一条人工波和两条天然波,采用时程分析法对结构节点位移、加速度情况、结构杆件的内力进行地震反应分析、地震作用下结构的临界荷载判定以及不同地震影响对结构作用大小判定,得到结构动力稳定性情况。
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