大跨度等截面倒三角形空间桁架的整体稳定研究

论文摘要

通过对国内有关大跨度倒三角形空间桁架结构工程实例的调查研究,发现应用现行钢结构设计规范对此类结构进行整体稳定分析时,没有相应计算公式和规定,给工程设计人员带来了极大的困难。为了克服这一困难,本文采用线性和非线性有限单元对由等截面倒三角形空间桁架组成的屋盖系统进行整体稳定分析,并考察了此类空间桁架的宽高比、上弦水平系杆、上弦横向水平支撑以及纵向边桁架对空间桁架屋盖系统整体稳定的影响。首先,本文简明扼要地介绍了结构整体稳定分析所采用的四种方法:线弹性稳定分析、有初始几何缺陷的几何非线性弹性稳定分析、理想几何非线性弹塑性稳定分析和有初始几何缺陷的几何非线性弹塑性稳定分析。这四种稳定分析均利用通用有限元软件ANSYS8.0完成,本文给出了用该软件完成这四种稳定分析的APDL语言,以供有关设计人员和研究人员参考。其次,本文结合有关工程设计的实际情况,建立了八种空间桁架屋盖系统的计算模型,给出了计算模型的设计参数、杆件尺寸和平面几何尺寸,并对这八种计算模型的稳定承载力的求解过程给出了简明的操作步骤。最后,通过对各种计算模型的四种稳定承载力结果的分析、比较,全面了解了空间桁架的宽高比、上弦水平系杆、上弦水平支撑以及纵向边桁架对空间桁架屋盖系统整体稳定的影响,并总结出对工程设计有一定参考价值的结论和建议。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 空间桁架简介
• 1.2 课题研究背景及意义
• 1.3 本文研究的方法及内容
• 第2章 空间桁架整体稳定分析的基本理论及基本方法
• 2.1 概述
• 2.2 空间桁架整体稳定分析的基本理论
• 2.2.1 结构失稳的类型和稳定承载力的确定
• 2.2.2 稳定分析的基本理论
• 2.3 空间桁架整体稳定分析的基本方法
• 第3章 空间桁架屋盖结构模型的设计
• 3.1 概述
• 3.2 结构计算模型的设计参数
• 3.3 结构计算模型的杆件截面尺寸
• 第4章 系杆和支撑对空间桁架的整体稳定的影响
• 4.1 概述
• 4.2 ANSYS计算成果整理及分析
• 4.2.1 计算成果的整理
• 4.2.2 计算成果的分析
• 4.3 本章结论
• 第5章 宽高比对横向空间桁架整体稳定的分析研究
• 5.1 概述
• 5.2 计算成果的整理及分析
• 5.2.1 计算成果的整理
• 5.2.2 计算成果的分析
• 5.3 本章结论
• 第6章 结论与展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录