拋物線形索—拱結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性能研究.pdf

1、拱結(jié)構(gòu)具有良好的受力性能和審美價(jià)值，經(jīng)濟(jì)效益好，是被廣泛應(yīng)用于橋梁工程和結(jié)構(gòu)工程領(lǐng)域的結(jié)構(gòu)型式之一，但拱結(jié)構(gòu)也有不足之處，它在半跨荷載作用下受力性能較差，在外荷載作用下容易失穩(wěn)。為了更好的改善拱結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性能，出現(xiàn)了一種將索與拱結(jié)合起來(lái)的雜交結(jié)構(gòu)形式-索-拱結(jié)構(gòu)，與純拱結(jié)構(gòu)相比其受力性能提高了很多，在這一新型的結(jié)構(gòu)中由于索的存在有效的控制了拱的變形，因而，結(jié)構(gòu)的剛度和極限承載力都有較大的提高。 本文分析了預(yù)應(yīng)力索拱結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和研

2、究現(xiàn)狀，對(duì)國(guó)內(nèi)外研究成果進(jìn)行了總結(jié)。指出現(xiàn)有的研究側(cè)重于對(duì)軸線形式為圓弧形的索-拱結(jié)構(gòu)，根據(jù)拱的軸線形式的多樣性本文針對(duì)拱軸線形式為拋物線形的索-拱結(jié)構(gòu)進(jìn)行穩(wěn)定性能研究。拉索布置形式的不同，索-拱結(jié)構(gòu)的造型多種多樣。本文選取了將索連接在拱軸線的1/4和3/4處這種形式的拋物線形索-拱結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，為該結(jié)構(gòu)在實(shí)際工程中應(yīng)用打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。本文工作的具體內(nèi)容有： 1、針對(duì)索-拱結(jié)構(gòu)本文利用ANSYS有限元程序，將結(jié)構(gòu)離散為梁元和索

3、元，對(duì)其進(jìn)行非線性有限元分析，采用牛頓-拉弗森法和弧長(zhǎng)法對(duì)荷載-位移平衡路徑進(jìn)行跟蹤研究，研究了索對(duì)結(jié)構(gòu)極限承載力的影響。 2、分析了該拋物線形索-拱結(jié)構(gòu)在全跨均布荷載和半跨均布荷載作用下的彈性穩(wěn)定性能和彈塑性穩(wěn)定性能，并分別將其與相應(yīng)的純拱結(jié)構(gòu)進(jìn)行比較。從而揭示了拋物線形索-拱結(jié)構(gòu)的受力特性和破壞機(jī)理。 3、變化拋物線形索-拱結(jié)構(gòu)中的相關(guān)參數(shù)，如初始預(yù)應(yīng)力、矢跨比、拉索截面等，考察了這些參數(shù)變化對(duì)拋物線形索-拱結(jié)構(gòu)彈性