拱结构稳定理论的发展

介绍了拱结构稳定问题的理论，阐述了拱桥极限承载力研究现状，分析了拱桥极限承载力研究中存在的问题，指出了目前研究拱结构稳定理论的发展方向。     

钢拱结构设计理论与我国钢拱结构技术规程

钢拱结构在竖向荷载作用下拱脚产生水平推力,将外荷载产生的弯矩转化为轴向压力,具有较高的结构承载效率。作为承受压力和弯矩为主的构件,钢拱结构的稳定性能成为研究和设计中的主要问题。钢拱结构稳定问题的复杂性导致其稳定承载力设计理论的研究和应用严重滞后于工程实践。目前国内外均无较完善的设计规范或相关规程,我国正在编制的JGJ《铜拱结构技术规程》将在大量研究成果基础上补充这方面的内容。     

全跨和半跨荷载组合下两铰抛物线钢拱平面内承载力计算方法对比

全跨和半跨荷载组合作用下钢拱结构内力分布会随荷载比例发生较大变化。现有钢拱结构平面内稳定承载力计算式多是针对各单一加载模式进行分析得到的,缺乏对其在全跨和半跨组合荷载下适用性的充分考虑。针对此不足,以两铰抛物线钢拱结构为研究对象,考虑荷载组合比例、矢跨比、截面等不同参数的影响,对比分析了现行钢拱结构技术规程方法、基于完善拱模型的有限元方法和基于一致缺陷拱模型的有限元方法等多种方法的承载力计算结果。分析结果表明:当全跨荷载占较高比重时,按规程方法进行钢拱结构承载力设计会较为保守;而当半跨荷载占较高比重时,按规程方法进行钢拱结构承载力设计则会偏于不安全。     

工形截面钢拱弹塑性稳定分析

通过直线梁单元以折代曲建立有限元分析模型,对工形截面钢拱结构进行弹塑性大位移分析。跟踪结构在荷载作用下的平衡路径全过程,得出结构在重力荷载、类雪荷载、半跨分布荷载作用下的破坏模态为失稳破坏,在风荷载作用下的破坏模态为强度破坏。研究结果表明:残余应力会降低结构的承载力,初始几何缺陷会改变结构的失稳模态,并降低稳定承载力;一般情况下,钢拱结构在全跨荷载作用下的稳定承载力高于半跨荷载,但当矢跨比大于0.4时,后者的稳定承载力高于前者;铰支及固支钢拱结构的优化矢跨比取值为0.2~0.3。     

钢拱平面内弹性稳定的有限元分析

由平截面假定出发,利用ANSYS有限元程序对钢拱在不同矢跨比、长细比下进行平面内弹性稳定分析,得出不同矢跨比和长细比等因素对拱结构极限承载力的影响。通过对这种新型结构的分析和研究,从中获得了对拱结构设计有益的结论。     

不同缺陷下钢圆柱拱壳的稳定极限承载力

本文以某钢圆柱壳屋盖为研究背景,对钢圆柱壳屋盖结构建立ansys有限元模型进行分析,通过使用大型通用有限元分析软件ansys,建立钢圆柱壳屋盖结构的有限元模型,分析探讨了不同的初始几何缺陷值对于钢圆柱壳屋盖结构稳定极限承载力的影响,并从理论层面探讨了钢圆柱壳屋盖的稳定极限承载力随着结构初始几何缺陷的变化规律,为设计制作人员提供参考。     

H形钢部分包裹混凝土组合中长柱轴心受压承载力试验研究

为了研究H形钢部分包裹混凝土(PEC)组合中长柱的极限承载力,用Q235B和Q345两种钢材制作12个PEC中长柱,对其进行轴心受压承载力试验,试验主要考虑含钢率、混凝土强度等因素。研究分析了焊接H形钢部分包裹混凝土组合中长柱的轴心受压极限承载力、荷载-位移曲线,对试件的承载力和稳定系数进行了理论和试验结果的对比。结果表明:焊接H形钢部分包裹混凝土组合中长柱的破坏模式有混凝土被压碎、柱整体弯曲、柱翼缘局部屈曲;在试验长度范围内,PEC柱承载力的影响因素主要有含钢率和混凝土强度等级,含钢率越大承载力越高,高强度混凝土可以大幅提高PEC柱的承载力;按照叠加原理公式计算的PEC柱承载力基本都低于试验极限承载力,试验得到的整体稳定系数都高于按《钢结构设计标准》(GB 50017—2017)得到的稳定系数,偏于安全;高强度钢和低强度等级混凝土不能很好地发挥协同作用,低强度等级混凝土只起到填充作用,强度发挥很小。     

新型索-拱结构的平面内弹性稳定性能研究

所研究的索-拱结构,是在圆弧形拱轴线上,按照拱平面投影n等分处设置放射状索,以改善拱轴线上不均匀弯矩分布,达到提高纯拱结构稳定极限承载力的目的。利用牛顿-拉普森法和弧长法对这种索-拱结构在全跨均布荷载和全跨恒载+半跨活载作用下进行了完善和带缺陷结构的弹性大挠度跟踪分析,研究了索对两种荷载形式下结构的极限荷载和平衡路径的影响;提出的索-拱结构能显著地提高拱的极限承载能力并能有效地防止结构二次分岔失稳的发生,计算结果对索-拱的设计有参考价值。     

高温(火灾)条件轴心受压变截面钢构件承载力理论研究

根据以往的试验与理论研究,导出了高温（火灾）条件下具有防火被覆的钢构件内部升温的计算公式,介绍了钢材在高温（火灾）条件下的力学性能变化,并给出了求得高温（火灾）条件下轴心受压变截面钢构件极限承载力以及钢构件临界温度的计算方法和简便、实用的高温（火灾）条仟下验算变截面轴压锅构件稳定承载力的计算公式．     

浅谈钢拱结构的稳定

针对钢拱结构在施工阶段常常遇到的稳定问题,对平面内屈曲和平面外屈曲两种钢拱结构可能出现的失稳形式进行了描述,着重对两种失稳形式的机理进行了分析,为保证钢拱结构的安全性与经济性提供了理论依据。     

钢管混凝土拱桥计算理论研究进展

综述了钢管混凝土拱桥设计计算理论的研究进展,着重刚度取值、内力计算、应力计算与验算、极限承载力验算、局部受力计算、稳定计算与验算、变形计算与验算和动力性能分析等,同时指出存在的主要问题和今后努力的方向。     

客运专线中V型刚构拱桥极限承载力研究

结合工程实例,运用有限元程序,采用弹性屈曲、几何非线性屈曲、几何和材料双重非线性屈曲三种方法对钢管混凝土拱桥的极限承载力进行了分析,并给出了影响拱桥极限承载力的主要参数,研究表明结构极限承载力与结构材料非线性的考虑与否、材料屈服应力的大小、荷载分布方式以及温度的变化有关联,对此类桥梁稳定性能的研究以及类似桥梁的设计有一定的参考价值。     

钢管混凝土拱的稳定与极限承载力分析

分析钢管混凝土拱非线性稳定及极限承载力问题，并讨论含钢率、水平力等因素对钢管混凝土拱极限承载力的影响。从整体上供设计和施工钢管混凝土拱时参考。     

拱构型门式钢管脚手架整体稳定承载力研究

通过对"拱构型门式钢管脚手架"整体稳定承载力试验,研究其破坏模式,为建立"拱构型门式钢管脚手架"稳定承载力计算理论提供依据.重点考察了连墙件、脚手板、水平加固杆的设置及架体底部约束对整体稳定承载力的影响.并利用ANSYS软件对拱构型门式钢管脚手架整体稳定承载力进行了分析,其结果和试验吻合较好.     

影响钢管混凝土拱极限承载力的参数研究

利用有限元分析软件ANSYS,对影响钢管混凝土拱极限承载力的参数进行了研究,详细介绍了计算模型的建立,探讨了几何缺陷对钢管混凝土拱极限承载力的影响,得出了许多有益的结论,为钢管混凝土拱的设计和施工提供了理性认识。     

钢管混凝土拱桥的动力稳定极限承载力研究

从结构极限承载力的角度研究钢管混凝土拱桥在地震作用下的动力稳定性能。基于大型通用有限元程序ANSYS的应用平台,使用其APDL语言,采用B-R运动准则结合动态增量法(IDA)提出用特征响应寻求钢管混凝土拱桥动力稳定极限承载力的研究方法,分析地震动输入方向、结构几何非线性、材料非线性及其结构初始缺陷模式和大小对动力稳定极限承载力的影响,结果表明横向输入对拱桥稳定最为不利,材料非线性的影响比几何非线性影响大,几何初始缺陷会降低拱桥的动力稳定极限承载力,其中以反对称最为不利。最后,通过对一钢管混凝土模型拱桥的振动台试验的分析比较,表明该方法的正确性和工程适用性,可为系统研究钢管混凝土拱桥的动力稳定性能提供理论分析基础。     

双曲拱桥采用碳纤维加固的结构计算

某三跨双曲拱桥采用碳纤维和粘钢加固,通过有限元软件建模计算分析桥梁加固前后结构内力,结果表明碳纤维增强和粘钢技术对桥梁的承载能力提高明显。加固后的大桥承载能力极限状态和正常使用极限状态均能满足规范要求。     

初应力对哑铃型钢管混凝土拱承载力的影响

根据钢管混凝土拱桥特点,采用包含初应力的实体—空间梁单元法来计算哑铃型钢管混凝土拱桥承载力的方法,计算3种哑铃型拱肋,分析了不同初应力系数、不同含钢率和不同跨径的因素对哑铃型钢管混凝土拱桥承载力影响规律,结果表明,初应力导致拱肋的极限承载力下降。     

平面张弦结构失稳与破坏机理的数值分析

张弦结构由刚性上弦和柔性下弦索通过撑杆连接而成,为半刚性结构,其整体失稳和破坏模式是张弦结构研究和设计的重点。提出两端受有水平力和竖向集中力的弹性支承连续拱模型来模拟张弦结构。根据该模型分析得出影响张弦结构弹性及弹塑性失稳机理及承载性能的关键参数,如拱的矢跨比、拱截面、索的垂跨比和索截面积。并根据这些参数,利用该模型对张弦结构进行参数化分析,得出避免张弦结构发生整体失稳和脆性破坏时上弦拱的矢跨比和截面面积以及索截面取值建议值,并进一步讨论了支座刚度对张弦结构极限承栽力和弹塑性破坏的影响,为张弦结构抗连续倒塌设计提供技术支持和参考。