大跨度组合桁架稳定性能研究

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钢筋-混凝土组合桁架结构由于兼具桁架结构及组合结构两种结构形式的优点,在建筑领域有着广泛应用前景。目前,关于组合桁架这种新型结构模式研究仍不完善,我国关于组合桁架研究仍处于起步阶段,相关稳定性能研究甚少,也没有可参考规范。本文基于已有试验,利用有限元分析软件对外接式节点和耳板式节点两种节点形式的组合桁架进行稳定性能研究,主要研究内容如下:(1)利用有限元软件对组合桁架节点在水平荷载作用下进行特征值屈曲分析。分析外接式节点与耳板式节点10阶屈曲模态,研究两种节点形式屈曲临界点状态特征。(2)应用有限元软件对影响组合桁架稳定的因素进行参数分析。研究表明腹杆抗弯刚度增大对两种节点形式屈曲荷载均有增大,节点板厚度增大则对组合桁架屈曲荷载影响微弱。(3)分析组合桁架结构整体稳定性能。确定半刚性节点的弯矩转角关系,为结构整体稳定研究建立基础。建立不同荷载作用的有限元模型,分析“中-活载”及UIC活载作用对两种连接方式组合桁架结构稳定影响,计算结构屈曲荷载。考虑节点为全刚性连接和半刚性连接两种连接方式下,计算组合桁架屈曲模态和屈曲荷载,通过分析两者屈曲荷载,发现全刚性连接屈曲荷载高于半刚性连接。(4)利用已建立整体桁架结构有限元模型,对影响组合桁架结构稳定的宽高比、高跨比、腹杆抗弯刚度等参数进行单参数分析,分析可知宽高比增大屈曲荷载随之增大、高跨比增大屈曲荷载减小,腹杆抗弯刚度增大,结构屈曲荷载增大。
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