腹板开洞工形截面拱的平面内弹性极限承载力研究

摘要

本文基于腹板开洞拱形结构的科研和工程现状，在前人工作的基础上对腹板开洞工形截面钢拱的极限承载力和变形的变化规律进行了研究分析。　　基于有限元的结构稳定计算理论，利用ANSYS计算软件，针对弹性材料、考虑几何非线性特点，选用壳181单元建立了三维有限元计算模型，并把支座类型、截面尺寸、孔径、孔数、拱高等设为变量，经过反复编制、调试，最终形成了整个计算过程的MAC文件，据此进行了系统的计算和分析。　　首先进行了弹性无孔洞钢拱的特征值计算，分析出了不同约束、不同荷载作用下的平面内第一个失稳模态的屈曲荷载和与其相应的届曲模态。在此基础上计算了弹性无孔洞钢拱在不同荷载、不同约束、不同截面尺寸等条件下的极限承载力和顶点竖向位移。计算了开洞弹性钢拱的极限承载力和顶点竖向位移随洞口尺寸、开洞数量、截面尺寸等的变化情况，并对以上各种计算数据进行了分析、对比和曲线拟合，找出了极限承载力和顶点竖向位移随各种影响因素的变化规律，并对开洞前后的整体、局部屈曲变形进行了比较和分析，得到了弹性无洞、开洞钢拱的极限承载力随截面宽、厚比(高、厚比)的增大在均布荷载作用下呈线性递增趋势，在跨中集中荷载作用下呈高次多项式变化规律等结论。这对该类结构的设计和应用起到重要的指导性作用。.5

目录

文摘

英文文摘

独创性声明及关于论文使用授权的说明

第1章绪论

1.1拱结构极限承载力研究的目的和意义

1.2拱结构极限承载力研究现状

1.3问题的提出及本文研究的主要内容

第2章稳定计算理论概述

2.1稳定问题的类型及计算方法

2.2常见构件的屈曲形式及计算简介

2.3稳定计算的有限单元法

2.4本章小结

第3章弹性无孔洞拱的屈曲行为

3.1模型建立

3.2弹性极限承载力

3.3整体与局部稳定相关分析

3.4无洞弹性拱的比较

3.5本章小结

第4章开洞弹性拱的屈曲行为

4.1模型建立

4.2弹性极限承载力的研究

4.3整体与局部稳定相关分析

4.4开洞弹性拱的比较

4.5本章小结

第5章结论与展望

5.1本文工作的总结

5.2进一步工作的设想

参考文献

致谢

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