摘要：该文针对压弯作用下闭合截面圆弧拱的平面外弹性屈曲性能及稳定设计方法进行研究。首先通过势能驻值原理分析均匀轴压力和弯矩同时作用下,钢拱的平面外弹性屈曲性能。在此基础上,在弹塑性范围内讨论弯矩对钢拱的平面外稳定削弱作用,推导得到考虑弯矩作用的压弯钢拱正则化长细比,进而将压弯钢拱的平面外稳定问题简化为纯压钢拱的稳定问题。该文提出的压弯钢拱平面外稳定设计方法与数值分析计算结果吻合较好,可用于钢拱的平面外稳定承载力设计。

摘要：把工形截面钢拱的腹板做高做薄是提高其承载力的有效方法之一。该文采用大挠度弹塑性壳单元模型,研究焊接工形截面两铰圆弧钢拱在允许腹板局部屈曲条件下的平面内稳定承载力及其设计方法,其中考虑钢拱几何初始缺陷和残余应力的影响。首先,对钢拱在均匀轴压力作用下的承载力和破坏机理进行有限元数值分析和参数研究,考察拱截面腹板高厚比、钢拱几何长细比、截面翼缘腹板板厚比和翼缘宽厚比对钢拱稳定系数的影响。在设定的钢拱翼缘宽厚比范围内,基于大量的钢拱承载力数值分析结果,提炼出腹板高厚比和翼缘腹板板厚比组合效应的等效正则化腹板高厚比,进而获得钢拱稳定系数与等效正则化腹板高厚比以及钢拱正则化长细比之间关系的计算公式。其次,研究压弯组合作用下钢拱腹板高厚比变化对钢拱整体稳定承载力的影响,揭示钢拱压弯组合作用下的破坏机理及稳定承载力。最后通过对大量钢拱算例进行不同压弯组合工况下的极限承载力分析,提出了钢拱在一般荷载或组合荷载作用下承载力设计的计算公式。

摘要：为提高钢拱的平面外稳定性,钢拱的平面外通常布置有一定数目的弹性离散支撑。该文研究了拱顶设置单个弹性支撑作用时,箱形截面钢拱的平面外弹性屈曲性能。首先采用能量法推导得到了弹性支撑作用下,箱形截面纯弯两铰拱和纯压两铰拱的平面外弹性屈曲荷载;其次结合无支撑拱的弹性屈曲性能,获得了弹性支撑的门槛刚度计算公式。该方法的结果与有限元计算结果吻合较好,可以作为离散支撑均匀分布的箱形截面钢拱平面外弹塑性稳定设计的基础。

摘要：以西安建筑科技大学体育训练馆46.5米跨多弧形钢拱网格结构为工程背景,采用重力加载方式,对该大跨钢拱结构进行了现场原位试验。综合考虑结构的跨度、变截面形式、初始几何缺陷、荷载布置和多种荷载工况,采用有限元ANSYS软件建立了整体有限元模型,分别进行了该结构的特征值屈曲分析和几何非线性分析,找出了结构的屈曲模态,考察了不同初始缺陷对结构影响的敏感程度。根据试验数据与理论分析结果的比较,分析了该结构的受力机理,破坏形态和薄弱位置。结果表明,钢拱网格的结构形式均能很好满足结构跨度、负荷宽度、屋面荷载以及抗震性能等方面的要求,结构整体稳定性较好,初始几何缺陷对该类结构稳定承载力影响显著。研究成果为进一步评价该类结构可靠性及合理性提供有力的依据。

摘要：由于工程应用中空间钢拱结构跨度增大导致结构整体失稳问题越来越突出,且现有规范缺少专门的大跨钢拱结构设计方法,因此,该文以46.5m大跨度弧形钢拱结构实际工程为背景,综合考虑结构的跨度、变截面形式、初始几何缺陷、荷载布置和多种荷载工况,采用有限元ANSYS软件分别建立了单榀钢拱及整体结构的有限元模型,并对其进行了特征值屈曲分析和几何非线性分析,找出了单榀结构和整体结构的屈曲模态,研究了缺陷对单榀结构和整体结构的敏感程度。通过计算结果与试验结果对比,表现出较好的一致性。计算结果表明,结构对初始缺陷较为敏感,缺陷的存在会导致结构稳定承载能力显著降低,为指导该类结构体系的设计以及进行更深入的研究提供了基础资料。

摘要：九寨沟甘海子国际会议度假中心温泉泳浴中心为一平面尺寸150m×65m的椭球形壳体。为满足建筑设计简洁通透的要求,该工程采用了沿椭球面短轴方向布置圆形钢拱结构为主要承载构件、拱间沿长轴方向布置矩形钢管作为檩条的结构方案。圆形钢拱则采用了一种新颖的上部∏形截面、下部圆管截面构成的组合截面形式。本文介绍了该结构的结构选型,分别给出了单拱结构、整体结构的内力分析、线性特征根屈曲分析及几何非线性分析的分析结果。分析表明,在升温条件下壳体结构出现很大的薄膜压应力,结构的稳定承载能力急剧下降。本文提出通过在结构中部设置伸缩缝的方法调整壳体屈曲前的薄膜应力状态,释放部分温度应力,从而达到提高结构整体稳定性的目的。

摘要：U型截面钢拱由三块钢板焊接而成,可在截面内浇注混凝土形成钢-混组合结构,从而充分利用底板钢材的抗拉性能.当作用在拱平面内的荷载达到临界值时,拱可能出现平面外屈曲即侧倾问题,而使整个结构发生平面外失稳.如果U型截面钢拱沿整个弧线长度上没有隔板,则会出现两个侧板的局部屈曲.通过建立有限元计算模型,讨论了不同参数,包括截面尺寸,边界条件,有无隔板以及隔板间距情况下钢拱的稳定问题,并对计算结果进行分析,利用最小二乘法拟合,得到钢拱平面外稳定承载力的计算公式,可为工程设计提供参考依据.

摘要：U型截面钢拱由三块钢板焊接而成,可在截面内浇注混凝土形成钢混组合截面,从而充分利用底板钢材的抗拉性能。当作用在拱平面内的荷载达到临界值时就会出现失稳,若沿U型截面钢拱弧线长度上没有隔板,则有可能出现两个侧板的局部屈曲。文章建立有限元计算模型,讨论了不同参数,包括截面尺寸,边界条件,无隔板以及不同隔板间距情况下钢拱的稳定问题,并对计算结果进行分析,最后拟合得到钢拱平面内稳定承载力的计算公式,可为工程设计提供参考。

摘要：针对石家庄站上部钢结构钢拱的竖向静载、水平往复荷载的受力性能进行了试验研究。竖向静载试验结果表明,钢拱壁在应力很小的情况下即可发生局部屈曲变形,应增加钢拱内部的纵向加劲肋和隔板数量,增大肋板厚度和尺寸。水平往复静载试验结果表明,钢拱在面外水平往复荷载作用下,表现出良好的整体稳定性和耗能能力,具有较强的平面外刚度和延性。优化钢拱轴线曲线,可有效减小拱身弯矩,改善钢拱受力状态。结合试验分析,为钢拱的结构设计提供了参考。

摘要：利用有限元软件SAP2000对某钢拱结构进行了不同荷载工况的静力和动力分析,根据分析结果进行了钢拱结构的截面设计,并介绍了钢拱结构形式和节点设计,进而完成对钢拱结构的设计,可供结构设计人员参考借鉴。