三心拱穩(wěn)定極限承載力分析.pdf

1、拱是一種廣泛應(yīng)用于橋梁、水利工程及建筑工程的結(jié)構(gòu)形式。作為拱的一種，三心拱在水利、工業(yè)建筑中工程實(shí)例較多，但在民用公共建筑中比較少見(jiàn)。長(zhǎng)期以來(lái)對(duì)三心拱并未有權(quán)威的定義，對(duì)三心拱的參數(shù)確定也并未統(tǒng)一。以往研究者對(duì)三心拱穩(wěn)定問(wèn)題的理論分析往往從兩個(gè)角度出發(fā)，一方面，借鑒已有的、成熟的圓拱穩(wěn)定理論，研究三心拱的穩(wěn)定性;另一方面，將三心拱作為任意拱軸線拱研究，采用剛架近似分析。某大學(xué)體育館建筑造型新穎，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有創(chuàng)意，采用了變截面鉸支三心拱式體

2、系。拱式體系平面外穩(wěn)定性由縱向連接構(gòu)件及構(gòu)造措施保證，因此分析平面內(nèi)整體穩(wěn)定性顯得尤為重要。本文以該工程為背景，明確了三心拱的定義，統(tǒng)一給出確定三心拱斷面形式所需參數(shù)，并利用ANSYS有限元程序分析了三心拱的平面內(nèi)穩(wěn)定性。主要內(nèi)容包括:(1)研究了徑向與豎向均布荷載作用下，兩鉸圓拱、鉸支三心拱平面內(nèi)穩(wěn)定極限承載力?？偨Y(jié)兩鉸圓拱平面內(nèi)穩(wěn)定問(wèn)題的一般理論，采用ANSYS有限元程序，考慮幾何非線性，對(duì)等截面實(shí)腹式兩鉸圓拱在徑向與豎向均布荷載作

3、用下的屈曲臨界荷載進(jìn)行對(duì)比研究，得到用兩鉸圓拱在徑向均布荷載下平面內(nèi)屈曲臨界荷載的理論公式計(jì)算豎向均布荷載下平面內(nèi)屈曲臨界荷載的近似程度和適用范圍。同時(shí)比較了該結(jié)論對(duì)中拱扁平、跨度大，側(cè)拱曲率大此類(lèi)三心拱的適用性。
　　 (2)評(píng)價(jià)了鉸支三心拱與斜腿剛架兩種結(jié)構(gòu)形式的平面內(nèi)穩(wěn)定性能。等截面直腿剛架平面內(nèi)整體穩(wěn)定性的研究已獲得長(zhǎng)足的進(jìn)展，但有關(guān)等截面斜腿剛架平面內(nèi)穩(wěn)定性的研究卻很少見(jiàn)，本文對(duì)比研究了不同參數(shù)變化時(shí)，鉸支三心拱與斜腿