剪切變形對(duì)大跨格構(gòu)拱平面內(nèi)整體穩(wěn)定的影響.pdf

1、近年來(lái)大跨格構(gòu)拱的應(yīng)用越來(lái)越廣。不論是單一的格構(gòu)拱結(jié)構(gòu)還是以格構(gòu)拱為其重要組成部分的混合結(jié)構(gòu)體系在工業(yè)建筑和公共建筑中都得到了廣泛的采用，這使得格構(gòu)拱的穩(wěn)定計(jì)算問(wèn)題變得更加重要起來(lái)。格構(gòu)拱與實(shí)腹拱相比，其剪切變形不再是很小的了，因此格構(gòu)拱的臨界荷載的計(jì)算必須考慮剪切變形的影響。而剪切變形對(duì)臨界荷載的影響程度決定于綴材的尺寸和結(jié)構(gòu)布置等因素，本文最終目的就是研究這些因素對(duì)大跨格構(gòu)拱平面內(nèi)整體穩(wěn)定的影響規(guī)律。 而國(guó)內(nèi)外關(guān)于大跨格構(gòu)拱

2、的穩(wěn)定研究還很少。任意軸線拱的平衡微分方程是變系數(shù)的，難于直接求解而常常采用近似方法，如漸進(jìn)法、有限差分法等。而本文研究格構(gòu)拱的穩(wěn)定問(wèn)題還必須考慮剪切變形，前面所提近似方法便不太適用，于是本文在這種背景下作了以下主要研究工作： （1從拱的基本方程出發(fā)，結(jié)合CDC法的基本原理，導(dǎo)出了計(jì)算拱撓度曲線的基本方程組，得到一種計(jì)算拋物線拱的臨界荷載的新方法——拱的撓度曲線法（簡(jiǎn)稱ADC法）；應(yīng)用該法計(jì)算出了均布豎向荷載作用下等截面拋物線

3、拱面內(nèi)屈曲的臨界荷載，其結(jié)果與現(xiàn)有文獻(xiàn)和有限元法的結(jié)果吻合較好，驗(yàn)證了ADC法的正確性，同時(shí)也展現(xiàn)了該法的諸多優(yōu)勢(shì)。 （2）在ADC法的基礎(chǔ)上順利地引入的剪切變形，將ADC法進(jìn)一步發(fā)展成可以計(jì)算包括剪切變形在內(nèi)的臨界荷載的方法；在作了一些簡(jiǎn)化和假設(shè)后，將格構(gòu)拱轉(zhuǎn)化為等效的實(shí)腹拱，于是可用ADC法進(jìn)行近似分析；通過(guò)參數(shù)的單因素和多因素分析，得到了剪切變形對(duì)雙肢綴條拱和三肢綴條拱的臨界荷載的影響規(guī)律。 （3）為了簡(jiǎn)化格構(gòu)拱

4、臨界荷載的計(jì)算，本文結(jié)合理論推導(dǎo)和數(shù)值回歸分析，提出了格構(gòu)拱換算長(zhǎng)細(xì)比的建議計(jì)算式，使格構(gòu)拱的臨界荷載可通過(guò)換算長(zhǎng)細(xì)比轉(zhuǎn)換成等效的實(shí)腹拱計(jì)算；最后本文還用有限元模擬了兩鉸拱和無(wú)鉸拱的多個(gè)實(shí)際結(jié)構(gòu)，并將有限元法的結(jié)果同ADC法的結(jié)果和本文建議式的結(jié)果作了對(duì)比分析，結(jié)果表明按本文思路和方法分析是正確可行的。 本文將CDC法原理應(yīng)用于拱的穩(wěn)定分析當(dāng)中，得到了求解拱臨界荷載的ADC法還僅僅是個(gè)開(kāi)始，該法還有很大的發(fā)展空間。像研究直線梁柱