人字型張弦梁式屋蓋的穩(wěn)定性研究.pdf

1、人字型張弦粱是由剛度較大的抗彎構(gòu)件(梁)和高強(qiáng)度的柔性構(gòu)件(索)以及連接兩者的撐桿組成，通過對柔性構(gòu)件施加預(yù)應(yīng)力，使相互連接的構(gòu)件成為具有整體剛度的自平衡體系。人字型張弦梁一般應(yīng)用在較大跨度空間結(jié)構(gòu)中，又由于其起拱較高，與普通鋼結(jié)構(gòu)一樣存在受力失穩(wěn)的問題。結(jié)構(gòu)一旦失穩(wěn)，將造成經(jīng)濟(jì)的損失，甚至于危及到人身安全。因此對人字型張弦梁的靜力穩(wěn)定性和動力穩(wěn)定性的研究是必要的，具有重要的現(xiàn)實意義。 本文的主要研究工作包括單榀人字型張弦梁在全

2、跨均布荷載下的靜力彈塑性穩(wěn)定分析及各因素對其穩(wěn)定性的影響；并且對人字型張弦梁式屋蓋進(jìn)行了靜力穩(wěn)定和動力穩(wěn)定的分析。 首先，本文利用弧長法對單榀人字型張弦粱在全跨均布荷載作用下的靜力穩(wěn)定性進(jìn)行全過程跟蹤分析，揭示了其受力性能和破壞機(jī)理。 其次，本文對不同中間拉索長和拱高比(h/H)、不同拱高和跨度比(H/L)、不同預(yù)應(yīng)力、不同支座條件下的單榀人字型張弦梁的靜力穩(wěn)定性進(jìn)行了比較分析；得出h/H、H/L、支座條件對本結(jié)構(gòu)的靜力

3、穩(wěn)定性有較大的影響，而拉索的預(yù)應(yīng)力對本結(jié)構(gòu)的靜力穩(wěn)定性影響很小。 再次，本文對某科技館的由40榀人字型張弦梁及支撐組成的屋蓋進(jìn)行了靜力穩(wěn)定分析。各榀人字型張弦梁由支撐連成一個整體，而協(xié)同工作。環(huán)狀支撐改變了單榀張弦粱的力流傳遞性能，使其受力、變形都發(fā)生了很大的變化。 而后，本文對人字型張弦梁式屋蓋在三種地震波(1940年的EI Centro波、1952年的Taft波和當(dāng)?shù)貓龅夭?作用下的位移時程響應(yīng)進(jìn)行了對比分析，并得出

4、EI Centro波是對本結(jié)構(gòu)的位移響應(yīng)最不利的地震波。 最后，本文分別對X、Y、Z三個單向EI Centro波作用下人字型張弦梁式屋蓋進(jìn)行了動力穩(wěn)定性分析。在單向水平波的作用下，屋蓋的動力失穩(wěn)主要是平行于地震波輸入方向的張弦梁材料進(jìn)入塑性后，發(fā)生了較大的隆起和凹陷，致使整個屋蓋失去穩(wěn)定性；在豎向地震波作用下，跨度較小的張弦梁發(fā)生了較大的變形，進(jìn)而使整個屋蓋失去穩(wěn)定性；而后，對三向EI Centro波作用于屋蓋的情況也做了分析，