贺喜霞[1]2003年在《空间相贯节点钢管桁架中受压杆件的计算长度》文中研究说明空间相贯节点钢管桁架正得到越来越广泛的应用，对这种结构的稳定设计，是通过对单个受压杆件的屈曲分析而进行的，即由杆件的计算长度来体现。因此受压杆件计算长度的选取，对于保证结构的安全度、充分发挥材料的性能有着重要的意义。 目前我国钢结构设计规范中，只对一般截面形式的平面桁架中受压杆件的计算长度作出了规定，而对管结构中受压杆件的计算长度没有明确说明。 空间桁架中的相贯节点通常会对受压杆件产生相当程度的端部约束，因此减小了杆件的计算长度。本文通过对空间叁角形钢管桁架(包括圆管及方管截面)中受压弦杆和腹杆的研究，分析了对杆端约束产生影响的诸因素，并对空间桁架与平面桁架中杆件的计算长度进行了比较，给出了设计建议值。
崔育家[2]2007年在《大跨度钢管桁架抗风试验研究及压杆稳定分析》文中认为目前采用相贯节点圆钢管桁架结构的大跨度屋盖已广泛的应用于各种大型公共建筑中。由于该结构跨度大、质量轻，使得结构对风荷载的敏感程度大大的提高。因此获取准确的风载资料、进一步完善计算理论，使得设计人员能以更高的精度来计算风对结构的作用显得由为必要；我国现行的《钢结构设计规范》(GB50017-2003)没有对相贯节点圆钢管桁架结构中的受压杆件稳定分析时采用的长度计算系数做出明确的规定，合理的确定其计算长度系数，使得桁架结构设计即安全又经济，也是需要解决的问题之一。本文结合北戴河车站无站台柱雨棚的风洞试验和结构设计，首先介绍了大气边界层中风的基本特性、我国现行《建筑结构荷载规范》中基本风压和体型系数的确定方法、大跨度敞开型屋盖结构风洞试验方法，其中较详细的比较了同步测量和异步测量的差异，给出了试验结果并探讨了如何对异形结构风荷载体形系数进行估算，以及周边环境对结构风荷载体形系数的影响，总结出敞开形大跨度屋盖的抑风措施，以求能对其它的实际工程具有一定的参考意义。文章还分析了钢结构稳定问题的基本原理，阐述了我对现行《钢结构设计规范》相关条文的理解，总结出了稳定设计需要注意的问题，并给出现行规范中关于桁架受压杆件计算长度系数的规定及其基本假设和理论依据。最后采用SAP2000有限元分析软件，对相贯节点圆钢管空间叁角形桁架中受压杆件稳定性能有影响的各因素进行分析、比较，探讨了设计参数和计算长度系数之间的关系，并给出计算长度系数建议值。
李少华[3]2009年在《平面圆钢管桁架受压腹杆稳定性能分析》文中进行了进一步梳理近年来,采用相贯节点的平面钢管桁架结构正得到越来越广泛的应用。但沿用传统的桁架理论进行稳定设计时,杆件的计算长度系数取得过大,由于忽略了相邻构件及节点刚度对稳定性能的影响,受压杆件计算长度系数取值过大。本文选取平面钢管桁架受压腹杆为研究对象,研究节点半刚性及端部约束对受压腹杆稳定性能的影响。主要内容如下：1.基于整体分析的思想,建立受压腹杆的失稳模式计算简图,在考虑了相贯节点刚度和端部转动影响的基础上,推导出受压腹杆计算长度系数的计算公式,并利用数值计算得到受压腹杆的计算长度系数取值表。2.基于有限元软件ANSYS,建立了平面钢管桁架两节间平面内失稳模型,利用线性屈曲分析的方法,并通过算例,研究钢管桁架设计中主要参数β、γ、τ、λ、(?)取值的变化对受压腹杆稳定性能的影响。3.根据理论分析和程序的计算结果,并参照《钢结构设计规范》,得到钢管桁架设计中受压腹杆计算长度系数取值范围0.7-0.9。本文的研究成果可以为平面钢管桁架稳定设计提供一定的理论依据和指导。
吝红育[4]2011年在《部分填充混凝土矩形钢管桁架力学性能及桥梁应用研究》文中指出部分填充混凝土（Partial Concrete Filled，简称PCF）矩形钢管桁架是由矩形钢管和矩形钢管混凝土组成的一种新型结构，桁架主管为钢管或钢管混凝土构件，支管为矩形钢管构件，支管与主管采用焊缝直接相贯连接，是一种新型大跨、重载结构形式，在桥梁工程中具有良好的应用前景。本文在国家西部交通建设科技项目(2006318812112)和交通部应用基础研究项目(2006319812130)的资助下，对该新型结构的力学性能和破坏机理进行了研究，并将其应用于连续刚构桥和桁式肋拱桥中，解决了该类桥梁在工程应用中的设计计算问题，为其在桥梁工程中的应用提供了理论依据。论文主要研究内容及研究成果如下：（1）对PCF矩形钢管桁架微观单元分析模型进行了研究。基于约束混凝土的总应变裂缝本构模型，选用板壳和实体单元，利用大型通用有限元程序Midas/FEA，建立了PCF矩形钢管桁架的分析模型，对其力学性能进行分析并与试验结果对比。结果表明：有限元分析和试验结果吻合较好，文中建立的微观模型能够准确分析PCF矩形钢管桁架的力学性能，将其用于PCF矩形钢管桁架影响参数的分析是可靠的。（2）对PCF矩形钢管桁架力学性能的影响参数进行了研究。考虑了支主管宽度比β和主管宽厚比γ两个参数对PCF矩形钢管桁架力学性能的影响，主要得到以下结论：支主管宽度比β对桁架破坏模式的影响较大，随着β增大桁架破坏模式由节点失效转变为杆件失效；主管宽厚比γ对桁架承载能力的影响较大，随着γ增大桁架承载能力急剧下降并逐渐趋于稳定。（3）对PCF矩形钢管桁架宏观单元分析模型进行了研究。基于钢管混凝土的统一理论，推导了钢管混凝土构件塑性铰的本构关系，选用杆系塑性铰单元，利用大型通用有限元程序Midas/Civil，建立了PCF矩形钢管桁架的宏观分析模型，对其极限荷载、出铰位置和出铰顺序等进行分析。结果表明：有限元分析与试验结果吻合较好，文中建立的宏观模型能够准确把握PCF矩形钢管桁架的力学性能，将其用于PCF矩形钢管桁架桥梁的分析是可行的，有利于对桥梁弹塑性状态的分析和薄弱位置的判断。（4）进行了PCF矩形钢管桁架在连续刚构桥中的应用研究。以向家坝大桥为依托，建立了PCF矩形钢管桁架连续刚构桥的有限元模型，对其静动力性能的弹性和弹塑性阶段进行分析，并对主梁混凝土填充范围进行优化。静力性能的分析表明：PCF矩形钢管桁架梁桥在跨中挠度、杆件内力和应力水平、极限承载力和塑性变形能力等方面具有一定的优势。动力性能的分析表明：PCF矩形钢管桁架梁桥的动力性能较空钢管桁架梁桥有一定程度的提高，而全部填充混凝土后梁桥动力性能有所下降。（5）进行了PCF矩形钢管桁架在桁式肋拱桥中的应用研究。以石潭溪大桥为依托，建立了PCF矩形钢管桁架桁式肋拱桥的有限元模型，对其静动力性能的弹性和弹塑性阶段进行分析，并对拱肋混凝土填充范围进行优化。静力性能的分析表明：PCF矩形钢管桁架拱桥在拱顶变形、杆件内力和应力水平、极限承载力和塑性变形能力等方面具有一定的优势，但应注意刚度突变部位构造处理。动力性能的分析表明：PCF矩形钢管桁架拱桥的动力性能较空钢管桁架拱桥有所下降，但仍优于全部填充混凝土的桁架拱桥。（6）填充长度对PCF矩形钢管桁架桥梁的变形、内力和应力水平均有一定的影响。当连续刚构桥填充系数取0.184~0.395，桁式肋拱桥填充系数取0.231~0.442时，桥梁在结构变形、杆件内力及应力水平均处于较优受力状态。
彭晓彤, 梁启龙, 满杰[5]2005年在《相贯节点平面钢管桁架中受压腹杆的计算长度研究》文中研究指明《钢结构设计规范》(GB 5 0 0 17- 2 0 0 3)对钢管桁架中受压腹杆的计算长度没有明确说明,结合国内外的研究成果,利用有限元分析程序,对相贯节点连接的平面钢管桁架中受压腹杆的计算长度进行了计算分析。结果表明:相贯节点平面钢管桁架中受压腹杆的计算长度主要和腹杆与弦杆外部宽度之比、壁厚之比有关。最后给出了受压腹杆计算长度设计建议值。
秦绪福[6]2007年在《间隙K型节点方管桁架支杆平面外计算长度系数研究》文中研究表明采用直接焊接连接的空心管桁架中,受压腹杆一般都有相当大的端部约束,一般情况下其计算长度系数μ均小于1.0。欧洲标准Eurocode3规定对直接焊接空心管桁架腹杆,计算长度系数取0.75。而我国规范并没有对此进行规定,工程中一般按铰接体系进行设计,计算长度取其几何长度,取值很保守,所以很有必要进行这方面的研究。本文利用有限元程序ANSYS对采用K型间隙节点的方钢管桁架腹杆平面外计算长度系数进行了大规模的参数分析。首先,将桁架支杆简化为两端受弹性转动约束的轴心受压构件,根据钢结构稳定理论,建立构件平衡微分方程,推导出杆件稳定承载力公式。当杆件两端转动刚度为已知时,便可以求得支杆稳定承载力。根据欧拉公式便可以反推出支杆计算长度系数μ。其次,建立节点有限元模型,计算出节点平面外转动刚度。考虑支弦杆宽度比β、弦杆宽厚比γ、支弦杆厚度比τ、支杆高度与弦杆宽度比η、节点间隙g、支弦杆夹角θ、整体尺寸比C等参数的影响,对节点平面外转动刚度进行大规模参数分析。通过300多个节点算例分析得出节点平面外转动刚度随节点参数的变化规律。根据有限元计算结果,对节点平面外转动刚度进行多元回归分析,得出节点转动刚度的计算公式。将回归公式计算出来的结果与有限元计算结果进行对比,两者符合较好,回归效果良好。根据本文推导出的弹性转动约束下压杆稳定承载力公式,结合求得的支杆两端节点转动刚度,计算出受压支杆平面外计算长度系数μ,并分析计算长度系数μ随节点几何参数的变化规律。通过多元回归分析,推导出计算长度系数的计算公式。
刘娟[7]2006年在《采用搭接节点的方管桁架支杆平面内计算长度系数研究》文中研究说明我国钢结构设计规范中没有关于钢管桁架杆件计算长度系数的规定,工程中大多把采用直接焊接节点的结构作为铰接体系来看待。直接焊接搭接方管节点是空间桁架中一种常见的节点形式。研究采用搭接节点的桁架支杆稳定性是必要的。本文利用ANSYS非线性有限元分析方法,对K型搭接节点约束下桁架受压支杆端部节点转动刚度及杆件计算长度系数进行了大规模参数分析。首先,本文将桁架中节点对支杆提供的转动约束简化为半刚性转动弹簧铰支座,在理论上推导了K型搭接节点转动刚度计算公式,并结合欧拉方程,计算出了受节点转动刚度和杆件惯性矩等参数影响的桁架中受压支杆计算长度系数μ。在参数分析中,本文通过近300个节点算例,全面考察了模型主要几何参数对节点转动刚度和受压支杆平面内计算长度系数的影响规律,主要包括:支弦杆宽度比β、搭接率ov、弦杆宽厚比γ、支弦杆厚度比τ、支弦杆夹角θ、整体尺寸系数C及受压支杆的长细比λ。同时,本文也将参数分析得出的结论与采用间隙节点时各参数对节点转动刚度和受压支杆计算长度系数的影响趋势进行比较,总结出采用两种不同节点形式时节点转动刚度和受压支杆计算长度系数随参数变化的异同。
黄云伟[8]2007年在《空间叁角形圆管桁架受压弦杆平面外计算长度系数研究》文中研究表明桁架结构稳定设计常使用计算长度系数法,即通过定义结构的计算长度系数,由欧拉公式求出其临界屈曲荷载。现在,空间叁角形圆管桁架,已得到了越来越广泛的应用,然而我国钢结构规范《GB 50017-2003》中却并没有关于空间叁角形圆管桁架这种结构形式的计算长度系数的取值规定,在实际应用中,设计人员常常取几何节间长度为其计算长度。如果受压弦杆没有平面外侧向支撑或侧向支撑较弱,平面外仅由桁架腹杆支承,腹杆对弦杆的作用相当于是一个弹性约束,取几何节间长度为其平面外的计算长度,是偏于不合理和不安全的。因此,本文通过分析弦杆屈曲的影响因素,给出弦杆平面外计算长度系数的建议公式。本文主要进行了以下几个方面的工作:①根据弦杆屈曲的影响因素,建立了45个工程常见基本尺寸、约束方式、弦杆长细比、弦杆与腹杆线刚度比及腹杆夹角的有限元模型。②本文考虑初始缺陷,按边缘屈服准则,对确定的有限元模型进行了屈曲分析,分析了在不同弦杆长细比、不同弦杆与腹杆线刚度比和不同腹杆夹角情况下,模型的屈曲模态,关键点的荷载-位移曲线以及模型中各参数对结构屈曲荷载的影响。③根据对平面外计算长度系数影响因素的分析,提出了计算弦杆平面外计算长度系数的建议公式。本文的主要结论:在本文讨论的影响因素中,弦杆长细比对平面外计算长度系数的影响最大,弦杆与腹杆线刚度比的影响较弦杆长细比的影响要小,而腹杆夹角的影响最小。当弦杆长细比大于100时,计算长度系数随受压弦杆长细比的减小而增加;当弦杆长细比小于100时,计算长度系数随受压弦杆长细比的减小而减小;计算长度系数随弦杆与腹杆线刚度比的增加而增加;随腹杆夹角的增加而减小,腹杆夹角在常用范围内时,基本可以忽略腹杆夹角对平面外计算长度系数的影响。由上述分析结果,通过曲面拟合,得出了平面外计算长度系数与弦杆长细比、弦杆与腹杆线刚度比之间的关系式,从而得出计算平面外计算长度系数的建议公式。
吴连杰[9]2007年在《钢管桁架结构的整体稳定性能及设计方法研究》文中认为钢管桁架结构是在网架结构的基础上发展起来的一种更能充分利用材料特性,同时将人们对建筑物功能、美观要求与经济效益完美地结合在一起的结构形式。本文利用ANSYS8.1进行建模,采用一致缺陷模态法考虑初始几何缺陷的影响,用弧长法追踪结构平衡路径全过程,研究了钢管桁架梁、拱及刚架的静力稳定性能,明确了结构的破坏机理和失稳模态。在此基础上,通过正交试验对上述几种管桁架结构进行了多参数、多水平分析,得到对结构稳定性影响显着的参数,进而进行单参数分析,从中得到了一些有用的结论:(1)截面宽高比、梁端约束形式和高跨比对桁架梁平面外稳定影响显着;截面宽高比对桁架拱平面内和平面外稳定影响显着;截面宽高比、高跨比和杆件截面对格构式刚架平面外稳定影响显着。(2)由于管桁架面内外截面刚度相当,且抗扭刚度较大,故桁架梁在面内荷载作用下的失稳模式是稳定的分枝型弯扭失稳。(3)初始几何缺陷对桁架拱全跨和半跨均布荷载作用下的平面内稳定性能影响显着,但对受跨中集中荷载作用的桁架拱的前屈曲路径和极限承载力影响很小。(4)全跨均布荷载作用下,随着高跨比增大,桁架拱平面外承载力增大,当高跨比介于1/40和1/25之间时,结构承载力增长率最大;当结构矢跨比f/L在0.2左右时,桁架拱的平面外稳定承载力最大。(5)参数分析结果表明,约束跨中节点的平面外位移对提高管桁架结构平面外稳定承载力十分有效,当平面外支撑个数大于3时,再增加支撑对提高承载力的效果已不明显。本文另通过对桁架梁计算结果的回归分析,得到了在设计中判断桁架梁是否会发生失稳的判别公式,方便设计人员使用。本文还对拉索拱结构进行了分析,研究了两种布索方式对结构力学性能的影响,并在此基础上给出了提高拉索桁架拱平面内稳定承载力、控制桁架拱变形的合理建议。
刘君平[10]2005年在《矩形钢管混凝土桁架设计方法研究》文中进行了进一步梳理矩形钢管混凝土桁架是一种新型结构形式,是钢管混凝土结构发展的重要方向之一。本文以这种新型结构形式为研究对象,采用理论与数值模拟计算方法,进行了大量的数值分析工作。研究将为相关技术规程提供参考依据,并对该种新型结构的推广应用起到积极的促进作用。主要研究工作如下:为研究不同计算模型对矩形钢管混凝土桁架受力性能的影响,共设计了3种不同计算模型9 榀矩形钢管混凝土桁架和相应的空钢管桁架。利用简化方法推导出了各种偏心情况下腹杆轴力计算公式,分析了不同计算模型对矩形钢管混凝土桁架内力分布和变形的影响,并和空钢管桁架进行了相应的对比分析。在合理简化的基础上,对矩形钢管混凝土桁架受压杆件进行屈曲分析,给出了计算长度系数与各影响因素之间的关系,并结合实际工程应用,分别提出了受压弦杆和受压腹杆的实用计算长度系数。最后对实际工程中常用的空间XX 型节点进行了探讨,分析空间轴心受力XX 节点和空间平面内受弯XX 型节点的空间几何效应和空间荷载效应,进行大量系统的参数研究后,得到各自的效应系数,并且在矩形钢管混凝土桁架平面X型节点研究成果的基础上,给出了两种受力情况下节点的承载力计算公式,公式物理概念清晰、简单实用。
参考文献：
[1]. 空间相贯节点钢管桁架中受压杆件的计算长度[D]. 贺喜霞. 西安建筑科技大学. 2003
[2]. 大跨度钢管桁架抗风试验研究及压杆稳定分析[D]. 崔育家. 西南交通大学. 2007
[3]. 平面圆钢管桁架受压腹杆稳定性能分析[D]. 李少华. 哈尔滨工程大学. 2009
[4]. 部分填充混凝土矩形钢管桁架力学性能及桥梁应用研究[D]. 吝红育. 长安大学. 2011
[5]. 相贯节点平面钢管桁架中受压腹杆的计算长度研究[J]. 彭晓彤, 梁启龙, 满杰. 工业建筑. 2005
[6]. 间隙K型节点方管桁架支杆平面外计算长度系数研究[D]. 秦绪福. 哈尔滨工业大学. 2007
[7]. 采用搭接节点的方管桁架支杆平面内计算长度系数研究[D]. 刘娟. 哈尔滨工业大学. 2006
[8]. 空间叁角形圆管桁架受压弦杆平面外计算长度系数研究[D]. 黄云伟. 重庆大学. 2007
[9]. 钢管桁架结构的整体稳定性能及设计方法研究[D]. 吴连杰. 北京交通大学. 2007
[10]. 矩形钢管混凝土桁架设计方法研究[D]. 刘君平. 长沙理工大学. 2005
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