四边形截面圆弧空间钢管桁架拱平面内稳定性和试验研究.pdfVIP

第 3 1卷 第 8期 20 10年 8月 建筑结构学报 　Jou rnal of Bu ilding Structure s Vo l3 1 No8 A ug20 10 008 文章编号 :(20 10) 080054 09 四边形截面圆弧空间钢管桁架拱 平面内稳定性及试验研究 郭彦林 , 郭宇飞 , 窦 　超 , 林 　冰 (清华大学 土木工程系 , 北京 100084) 摘要 :通过大挠度弹塑性有限元分析研究桁架拱在集中荷载 、水平均布荷载 、轴线均布荷载等不同荷载形式下的失稳与破 坏机理 ,考察截面高宽比、矢跨比、腹杆夹角 、腹杆尺寸等几何参数对桁架拱稳定承载力的影响 ,结果表明在不同参数条件 下 ,桁架拱可能发生弦杆局部失稳 、腹杆局部失稳 、整体失稳以及局部与整体相关失稳等破坏形式 ;与拱的整体失稳和弦杆 局部失稳相比,腹杆失稳会导致承载力的大幅下降 ,设计中应保证腹杆不先发生破坏 。在理论分析的基础上 ,设计 4 榀矩 形及梯形截面空间桁架拱模型进行了平面内稳定性能试验研究 ,分析表明两种截面形式的桁架拱在平面内具有基本相同 的刚度和承载能力 ,其承载力设计可以采用相同公式 。最后 ,基于静水压力作用下桁架拱的面内稳定设计曲线 ,通过大量 的算例分析 ,提出轴力和弯矩共同作用下四边形截面圆弧形空间钢管桁架拱的整体面内稳定承载力设计方法 。 关键词 : 桁架拱 ; 四边形截面 ; 静载试验 ; 面内稳定 ; 稳定承载力 ; 设计方法 中图分类号 : TU 393302　TU 3171　　文献标志码 : A Theoretical and exp erim ental investigation on inp lane stab ility of sp atial circu lar tube tru ssarches w ith quadrangu lar section GUO Yan lin, GUO Yufei, DOU Chao, L IN B ing (D ep artm en t of C ivil Engineering, Tsinghua U n iversity, B eij ing 100084 , Ch ina) Ab stract: The buck ling mode s and failure m echan ism of circu lar tru ssarche s w ith quadrangu lar section s under different load case s including horizontal un iform load, axially un iform ly distribu ted load and concentrated load were inve stigated, and the influence of different geom etric p aram eters of the tru ssarches such a s sectional heighttow idth ratio, risetosp an ratio, webm ember included angle and sectional dim en sion on the failure mode and bearing cap acities were also discu ssed, wh ich show s that local buck ling of chord m embers, local buck ling of web m embers, global buc