学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

后张拉整体成形筒拱的成形和承载力性能研究

作　者: 叶洪波
导　师: 郝际平
学　校: 西安建筑科技大学
专　业: 桥梁与隧道工程
关键词: 单弦杆平板网架后张拉筒拱极限承载力几何非线性材料非线性非线性有限元
分类号: TU393.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 15次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

后张拉整体成形空间网壳结构是一种新型的空间结构体系,这种新型网壳结构体系与传统网壳结构相比,完全可以实现网壳在地面上的拼装,而且平面外腹杆的使用有效的改善了单层网壳结构的稳定性性能,因而这是一种应用前景很好的结构体系。为了对后张拉整体成形筒拱结构形式进行研究,本文采用了一种后张拉整体成形筒拱的单弦杆平板网架模型,通过非线性有限元分析,对筒拱的成形过程和承载力性能进行了研究。其主要内容如下:通过非线性有限元模拟成形分析,对此种单弦杆平板网架中的节点连接形式以及筒拱成形形状进行了研究,为理想有限元模型的建立奠定了理论基础。建立有限元模型,进行筒拱的成形和承载力有限元模拟分析。有限元模拟分析结果表明:本文采用的单弦杆平板网架模型具有很好的空间变形能力,张拉成形的筒拱具有较大的矢跨比;筒拱的成形形状可以通过张拉下弦杆内的预留缝隙值进行较好的控制;后张拉力及成形初应力均较小,成形初应力中以腹杆弯曲应力为主,杆件轴向应力均较小;成形后的单弦杆筒拱具有很好的承载力性能。采用多种有限元模型,在考虑材料非线性和几何非线性的基础上,对筒拱的成形和承载力进行了较系统的有限元模拟分析,主要考虑节点连接刚度、后张拉力、成形初应力等因素的影响,得出了一些重要结论。有限元模型分析中,研究了腹杆与上弦节点铰接对筒拱成形过程的影响;借鉴前人提出的统一连续的分析方法,很好的解决了成形初应力向筒拱承载力有限元分析模型中的施加问题。对单弦杆简拱的非线性稳定性进行了初步的研究,分析了不同形式荷载作用下筒拱的屈曲模态及极限承载力。最后总结了本文的研究工作并提出了对以后研究工作的展望。

全文目录

摘要  3-5
ABSTRACT  5-9
1 绪论  9-22
  1.1 引言  9
  1.2 网壳安装方法  9-14
    1.2.1 传统安装方法  9-12
    1.2.2 网壳安装方法进展  12-14
  1.3 预应力技术的应用  14-17
  1.4 后张拉整体成形筒拱的研究现状  17-20
    1.4.1 试验研究现状  17-18
    1.4.2 理论模拟分析研究现状  18-20
  1.5 本文研究内容  20-22
    1.5.1 前人研究中的不足  20
    1.5.2 本文的研究工作  20-22
2 非线性有限元  22-28
  2.1 概述  22-23
  2.2 非线性有限元理论基础  23-24
    2.2.1 非线性结构的描述方法  23-24
    2.2.2 增量平衡方程式  24
    2.2.3 非线性空间梁单元模型  24
  2.3 本文 ANSYS 模拟分析中的几个关键点  24-28
3 筒拱成形有限元模型的提出  28-47
  3.1 单弦杆平板网架组成形式  28-29
  3.2 后张拉方法研究  29-42
    3.2.1 后张拉方法的机构条件  29-32
    3.2.2 后张拉方法成形过程研究  32-42
  3.3 节点连接研究  42-46
  3.4 本章小结  46-47
4 筒拱成形有限元模拟分析  47-59
  4.1 有限元模拟分析  47-58
    4.1.1 有限元模型的建立及分析方法  47-48
    4.1.2 筒拱成形形状研究  48
    4.1.3 后张拉力研究  48-50
    4.1.4 成形初应力研究  50-58
  4.2 本章小结  58-59
5 筒拱极限承载力有限元模拟分析  59-64
  5.1 非线性有限元模拟分析  59-61
    5.1.1 有限元模型建立及分析  59-61
    5.1.2 非线性有限元计算结果对比分析  61
  5.2 筒拱的稳定性研究  61-63
  5.3 本章小结  63-64
6 结论和展望  64-67
  6.1 本文主要结论  64-65
  6.2 展望  65-67
致谢  67-68
参考文献  68-72
附录:攻读硕士学位期间发表的论文及科研情况  72
科研情况  72

后张拉整体成形筒拱的成形和承载力性能研究

内容摘要

全文目录

相似论文