某72m落地圆拱面内稳定计算

国内现行钢结构设计的标准规范中关于拱的稳定设计问题并没有明确条文.通过结合工程实例分析拱的受力,并引用国际上的一些文献对拱的平面稳定作出计算比较,计算包括有限元方法.     

基于有限元可靠度反分析的钢管混凝土拱稳定设计方法

提出了一种基于有限元可靠度反分析求解钢管混凝土拱稳定安全系数的方法,并通过自编程序和通用有限元分析软件ABAQUS相结合将其实现。上述方法将拱的稳定安全系数引入稳定设计的极限状态方程,进而在给定目标可靠指标的前提下基于可靠度反分析求解该系数。对于已有的钢管混凝土拱模型试验,分别基于上述方法求解面内稳定和面外稳定对应的安全系数。计算结果表明,该方法具有较高的效率和较好的适用性;计算得到的拱面内稳定安全系数受加载方式的影响很小;采用弹性理论计算得到的拱面外稳定安全系数约为非线性理论计算结果的2倍;抗力不确定性和荷载不确定性对钢管混凝土拱稳定安全系数的影响均较大,且不考虑抗力和荷载不确定性影响的稳定安全系数偏于不安全。     

截面为三角形的空间格构式圆拱平面内整体稳定性能分析

空间格构式圆拱是一种较为新颖的空间结构 ,具有外形美观、受力合理、经济实用等优点。稳定性计算是拱结构设计中一个关键课题。利用ANSYS有限元程序对格构式拱在满跨均布荷载作用下进行了几何非线性分析 ,并从结构的荷载 -位移全过程曲线考察该结构平面内稳定问题的基本规律。通过对大量数据进行回归分析 ,得出格构式圆拱平面内整体稳定临界荷载拟合公式 ,供设计参考。     

我国拱形钢结构设计理论研究现状与展望

结合我国JGJ/T 249-2011《拱形钢结构技术规程》的颁布,对拱形钢结构设计、计算及施工中的关键问题如受力性能、结构选型、稳定性能及加工制作等方面进行了阐述。研究表明：与梁柱等直构件相比,拱形钢结构的设计理论、特别是稳定设计方法更为复杂,其受力和工作机理受拱轴线形式、跨度、矢跨比、拱脚边界条件、截面形式、荷载形式及组合、面外支撑条件等诸多因素影响。拱形钢结构平面内失稳对荷载和变形的非对称初始缺陷较为敏感,对于钢管桁架拱必须考虑弦杆局部失稳对整体稳定承载力的削弱作用;平面外弯扭失稳时,变形及受力复杂,其稳定承载力受拱脚、荷载条件及支撑布置影响显著;初步建立平面内稳定设计方法并在规程中予以体现,包括实腹式截面拱（含腹板开孔钢拱）、钢管桁架拱以及钢管混凝土拱等结构形式;平面外稳定性及面外支撑设计是拱形钢结构设计理论的重要组成部分,在规程中还有待进一步补充和完善。     

均匀受压圆弧拱平面外弹塑性稳定设计方法

作为建立压弯钢拱平面外稳定承载力设计方法的第一步,综合考虑拱截面形式、初始几何缺陷、残余应力、矢跨比及拱脚条件的影响,通过弹塑性有限元分析,对均匀受压圆弧拱的平面外稳定承载力进行了数值分析,获得了平面外稳定设计曲线。研究表明：保向力作用下钢拱的平面外初始刚度及稳定承载力明显低于向心力作用下的相应结果,是一种较为不利的工况;相比几何初始缺陷和残余应力,矢跨比和拱脚条件对均匀受压圆弧拱平面外稳定承载力影响较大;通过引入拱正则化长细比,统一了不同矢跨比和拱脚条件的均匀受压圆弧拱的平面外稳定设计曲线的表达式;对于热轧圆钢管截面、焊接箱形截面、焊接工字形截面圆弧拱,可以采用GB 50017-2003《钢结构设计规范》中的b类、c类和d类截面的柱子曲线计算其平面外稳定承载力。     

基于逆可靠度法的钢管混凝土拱肋稳定性分析

针对钢管混凝土拱肋稳定性评估指标单一的问题,提出了一种基于逆可靠度分析的拱肋稳定安全系数评估方法。该方法通过一次逆可靠度算法将稳定安全系数和可靠指标联系起来,求得的稳定安全系数满足预先给定的目标可靠指标,同时考虑结构中存在的不确定性因素,从而建立起具有目标可靠指标和稳定安全系数的拱肋稳定性评估方法。运用所提方法对一工程实例进行计算,并进行参数分析。计算结果表明,随着目标可靠指标的逐渐增加,拱肋稳定安全系数呈递减趋势;折减系数对拱肋稳定安全系数的影响显著,钢材强度对拱肋稳定安全系数的影响相对较小。     

纯压圆弧形钢管桁架拱平面内稳定性能及设计方法

目前针对钢管桁架拱平面内稳定性能及承载力的研究较少,缺少相应的设计方法。提出了钢管桁架拱截面剪切刚度表达式,考虑剪切变形的影响推导了纯压两铰圆弧桁架拱屈曲荷载的简化计算公式以及换算长细比表达式。基于有限元方法,全面分析了截面高宽比、矢跨比、腹杆夹角及腹杆截面尺寸等不同参数对平面桁架拱和空间桁架拱弹性屈曲性能的影响,结果表明采用简化公式与有限元分析结果吻合良好。借鉴实腹拱和格构柱的稳定设计方法,采用大挠度弹塑性有限元法系统研究了平面及空间纯压桁架拱的相关稳定承载力,发现节间弦杆长细比与桁架拱整体长细比的比值是衡量局部稳定对整体稳定影响的关键参数,在此基础上提炼出纯压桁架拱的相关作用影响系数,并拟合得到了纯压桁架拱的稳定设计曲线,从而为一般荷载作用下压弯桁架拱的稳定承载力的设计奠定了基础。     

岩石地基拱座基底应力及稳定性计算

对于拱座基础置于完整且受力较好的岩石地基内,设计手册计算方法仅考虑拱座后背土压力时,未考虑拱座背面岩石地基可靠支撑作用,往往导致拱座基底应力计算结果偏大,基础尺寸设计过大,结构设计过于保守,造成工程浪费。根据刚性基础整体变形一致条件和温克尔假定,并通过有限元对比计算,得出岩石地基拱座基底应力及稳定性计算方法,其结论可为该类型的拱座基础的设计提供借鉴和参考。     

空间双提篮式组合拱桥的动力计算与稳定分析

以平顶山市湛河桥为例，介绍了双提篮拱桥的桥型布置和各项设计数据，通过该桥的动力稳定计算和分析，表明各工况下稳定系数满足要求，桥梁拱肋的面外刚度相对面内刚度较小，有利于拱肋稳定性的提高，最后提出针对该桥型的设计建议。     

折线形过河拱管的稳定性分析

本文采用位移法求解折线形过河拱管的稳定临界荷载，从理论上探讨了折线形拱管的稳定性分析。并附有详尽的计算参数表，可供工程计算采用     

大跨度两铰钢拱桥面内结构设计计算方法

大跨度拱桥具有显著的几何非线性力学行为,按线性设计理论不能满足安全要求,考虑由拱肋变形产生的附加弯矩和精确推算结构的稳定强度是设计中的重要课题。以两铰钢拱桥为对象,提出了考虑非线性影响以及高精度稳定强度的拱桥结构设计方法,以跨度160 m和200 m的两桥计算模型为例,验证了按非线性理论设计的必要性以及本设计方法的合理性,分析结果表明按线性计算方法和弹性稳定理论不能精确评价结构的受力特性和强度。     

车辐结构平面内弹性稳定承载力及设计建议

车辐结构是一种新颖的索拱杂交结构,其稳定性能比纯拱结构有很大改善.本文根据非线性有限元理论,对20m、50m、80m三种不同跨度的车辐结构在全跨均布荷载和半跨均布荷载作用下进行了全过程稳定承载力研究;基于拱的矢跨比和索盘高度两个参数,从稳定极限承载力和位形变化两个方面对车辐结构的受力性能进行阐述.通过对大量算例及数值结果进行分析及比较,提出了车辐结构适用的矢跨比和索盘高度的变化范围,对工程设计有借鉴意义.     

立体桁架拱结构的稳定性分析

本文分别采用单拱单元和多拱单元子系统,对有支撑和无支撑的两种立体桁架体系进行了稳定性研究,对桁架结构的线弹性稳定性、几何非线性弹性稳定性、弹塑性稳定性和有初始缺陷的桁架结构几何非线性稳定性进行了系统分析,研究结果可以为桁架拱结构的设计提供理论指导和设计参考.     

软岩硐室稳定性的复合结构柔性反底拱控制时效分析

地下工程的围岩为软岩或因赋存深度的增加而呈现软岩特征时,其稳定性控制问题趋于突出,而对软岩硐室底臌的有效控制是决定硐室整体稳定性、保障其服务年限的关键。设计应用于软岩硐室底臌控制的复合结构柔性反底拱,探讨其作用机理,其控制底臌的时间效应包括成拱初期的负底臌效应、吸收变形能为主要特征的柔性支护阶段和后期延长服务年限为目的的刚性支护阶段,其中柔性支护作用保证了相对较长而且稳定的软岩硐室服务年限。经实践证明,试验条件下的负底臌效应历时63 d,柔性结构控制底臌的作用时间为158 d,反底拱刚性结构对底臌的控制可以延长巷道的服务年限140 d,即巷道在1 a内无需底板修复。复合结构柔性反底拱的底臌控制效果明显,但是硐室整体稳定性并非单一依赖于对底臌的控制,支护体系在边界上存在相对薄弱的环节等因素,依然可转化为软岩硐室整体破坏的主要原因。     

武汉某体育馆大跨度圆钢管拱桁架结构稳定性分析

武汉某体育馆屋盖采用圆钢管拱桁架结构,单榀拱桁架的截面形式为倒三角形,两端支承于立体钢桁架上,该结构的整体稳定性足设计的重点.考虑完善及带缺陷结构两种情况,对单榀及多榀拱桁架子结构进行线性屈曲、几何非线性稳定及弹塑性非线性稳定分析,得到了临界荷载与位移的关系曲线.分析结果表明,初始缺陷及几何非线性对该结构的稳定承载力影响不明显,而材料非线性的影响显著,加强平面外支撑对于提高结构的整体稳定性具有重要作用.     

雅砻江孟底沟水电站拱坝拱座抗滑稳定研究

保证拱坝的拱座稳定是拱坝设计和建设的重要问题。孟底沟拱坝两岸抗力体内以断层及蚀变带为代表的各种结构面相对发育且类型复杂,这些结构面相互组合形成的可能滑移块体的稳定问题对孟底沟拱坝方案的成立构成了较大的威胁。本文以传统的刚体极限平衡法及新兴的刚体弹簧元法为主要数值分析方法,结合拱坝——基础整体地质力学模型试验,对孟底沟拱坝坝肩抗滑稳定进行了全面深入的计算分析与论证。通过综合数值分析和模型试验的结果对拱坝的拱座稳定性做出了综合评判,识别了坝肩岩体相对薄弱的部位,并对增强拱坝坝肩稳定的工程措施提出了合理建议。     

石拱小桥涵拱架的稳定性分析

指出石拱小桥涵目前主要采用拱架施工法,拱架的稳定性是石拱小桥涵施工成败的关键,通过实例,从施工安全的角度,阐述了拱架稳定性验算的步骤,提出了拱架施工时应注意的问题,以推广拱架的应用.