钢管桁架整体稳定实用设计方法

摘要

由于外形美观，截面的几何特性好，钢管桁架结构在工业与民用建筑中的应用日益广泛。随着结构跨度的增大，其整体稳定问题日益受到关注，如何简便、准确地确定钢管桁架整体稳定承载力仍然是工程设计中急需解决的一个问题。
　　本文针对平面钢管桁架以及矩形截面空间钢管桁架的整体稳定性进行了深入研究，其整体稳定性取决于上弦的侧向稳定。将桁架上弦作为实腹式或格构式轴心受压构件进行稳定计算，以确定整体稳定承载力，提出了一种简便、实用的设计方法。
　　对于平面钢管桁架，首先假定节点铰接，将桁架上弦简化为面外无侧向支撑的压杆。理论分析了荷载作用点位置以及轴力变化对其面外稳定承载力的影响,并与有限元分析结果对比，验证了理论分析的正确性。然后通过大量参数分析，拟合出了考虑节点刚度的承载力提高系数k的参数回归公式。
　　对于矩形截面空间钢管桁架，首先通过大量非线性有限元分析，确定其整体稳定的影响因素。然后参照平面桁架的理论分析方法，研究了荷载作用点位置对不设置横隔的桁架整体稳定承载力的影响。接着通过大量数值分析，证明荷载作用在上弦时，设置横隔的桁架可以直接等效为格构式轴心受压构件进行绕虚轴的稳定计算。最后针对下弦设置交叉系杆的桁架，通过大量参数分析拟合出了考虑下弦有效刚度的承载力提高系数?的参数回归公式。
　　实用设计方法与有限元结果吻合较好，验证了该实用设计方法的适用性和可靠性。

目录

声明

第1章 绪论

1.1引言

1.2研究背景

1.3钢管桁架结构稳定性的研究现状

1.4研究的主要内容及意义

第2章 稳定的基本理论及有限元分析方法

2.1稳定问题的类型

2.2稳定问题的计算方法

2.3有限元分析方法

2.4本章小结

第3章 平面钢管桁架整体稳定实用设计方法

3.1节点铰接的平面桁架整体稳定破坏机理

3.2附加扭矩影响的理论分析

3.3多跨变轴力连续压杆的计算长度系数

3.4数值分析与理论分析对比

3.5非线性有限元分析

3.6考虑节点刚度桁架的整体稳定参数回归分析

3.7实用设计方法

3.8本章小结

第4章 矩形截面空间钢管桁架整体稳定分析

4.1矩形截面空间钢管桁架的结构形式

4.2整体稳定分析

4.3横隔的布置对桁架整体稳定性的影响

4.4下弦设置交叉系杆对桁架整体稳定性的影响

4.5本章小结

第5章 矩形截面空间钢管桁架整体稳定实用设计方法

5.1桁架整体稳定破坏机理

5.2空腹桁架整体稳定理论分析

5.3布置横隔的桁架分析

5.4下弦设置交叉系杆桁架的整体稳定承载力参数回归分析

5.5整体稳定实用设计方法

5.6本章小结

第6章 结论与展望

6.1本文主要结论

6.2展望

参考文献

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