拋物線拱結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性及抗震性能分析.pdf

1、拱形結(jié)構(gòu)是一種受力比較合理的結(jié)構(gòu)形式。與彎剪結(jié)構(gòu)相比，拱結(jié)構(gòu)具有跨度大、承載力高、截面尺寸小、變形小的優(yōu)點，因此拱結(jié)構(gòu)在機械、宇航工程和土木等領域應用廣泛。但隨著跨度的不斷增大，拱截面尺寸也越來越大、形狀也更加復雜多樣，拱設計得是否合理，直接影響著拱的承載能力、穩(wěn)定性和自重，因此合理地設計出具有足夠穩(wěn)定性的拱結(jié)構(gòu)有著非常重要的意義，本文以倒梯形拋物線拱結(jié)構(gòu)為例，利用有限元法對拱結(jié)構(gòu)進行彈塑性穩(wěn)定性分析;另一方面，因為大跨度拱結(jié)構(gòu)動力特性

2、比較復雜，地震響應影響因素眾多，所以利用有限元法對拱結(jié)構(gòu)進行抗震分析。
　　 以倒梯形拋物線拱結(jié)構(gòu)為例，運用有限元軟件ANSYS，對承受徑向均布荷載、豎向均布荷載和跨中集中荷載的倒梯形拋物線拱進行平面內(nèi)及平面外穩(wěn)定承載力研究。使用弧長法對拱結(jié)構(gòu)平面內(nèi)屈曲荷載—位移平衡路線及平面外屈曲荷載—位移平衡路線進行全過程跟蹤研究。分析拋物線拱結(jié)構(gòu)在不同矢跨比和拱腳條件下發(fā)生彈塑性屈曲的規(guī)律，分析中考慮材料非線性、矢跨比和初始幾何缺陷等因素

3、的影響。
　　 拱結(jié)構(gòu)的自振特性是由系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的類型、剛度、質(zhì)量分布、材料性質(zhì)和連接構(gòu)造等多種因素決定，矢跨比和連接構(gòu)造不同的拱結(jié)構(gòu)其自振特性也有很大差異，因此對拋物線拱結(jié)構(gòu)進行模態(tài)分析，通過改變拋物線拱結(jié)構(gòu)的矢跨比和支承形式，分析其對結(jié)構(gòu)自振周期的影響。
　　 利用反應譜法和時程分析法對拋物線拱結(jié)構(gòu)進行地震響應分析，計算過程中分別對拱結(jié)構(gòu)施加水平橫向、水平縱向、水平橫向加豎向和水平縱向加豎向地震波，討論不同矢跨比、連接構(gòu)