顺德风雨球场桁架拱结构的稳定性分析
桁架结构的受力分析与计算
桁架结构的受力分析与计算桁架结构是一种由各种杆件连接而成的稳定结构，被广泛应用于建筑、桥梁、航天器等领域。
在设计和建造桁架结构时，受力分析和计算是至关重要的步骤。
本文将介绍桁架结构的受力分析方法，并给出相应的计算步骤。
一、桁架结构的受力分析桁架结构由杆件和节点组成，杆件通常是直线段或曲线段，节点是连接杆件的固定点。
在受力分析中，需要确定每个节点和杆件的受力情况。
1. 节点的受力分析节点是桁架结构中的重要连接点，它承受着来自相邻杆件的受力。
对于单个节点，可以利用力平衡原理来进行受力分析。
首先，在水平方向上，所有受力要素的水平分力之和应等于零；其次，在竖直方向上，所有受力要素的竖直分力之和也应等于零。
通过解这两个方程，可以求得节点的受力。
2. 杆件的受力分析杆件是桁架结构中起支撑作用的构件，它们承受着来自外力和节点的受力。
在受力分析中，需要确定每个杆件的受力大小和方向。
根据静力平衡原理，杆件上的受力要满足力的平衡条件，即合力为零。
可以利用力的合成和分解的原理来进行受力分析，将受力分解为水平方向和竖直方向的分力。
通过解这些方程，可以求得杆件的受力。
二、桁架结构的受力计算在桁架结构的受力计算中，需要根据受力分析的结果来进行具体的计算。
主要涉及到以下几个方面。
1. 材料的选择和强度计算桁架结构中的杆件通常采用钢材、铝材等材料制作。
在进行强度计算时，需要考虑材料的强度和安全系数。
根据结构所受力的种类（拉力、压力或剪力），选择适当的强度计算公式和安全系数。
2. 荷载的计算桁架结构在使用过程中会承受各种形式的荷载，如静荷载、动荷载、地震荷载等。
荷载的计算是桁架结构设计的重要一环。
需要根据设计要求和建筑规范，合理计算各种荷载的大小和作用方向，以确定结构的强度和稳定性。
3. 结构的稳定性计算桁架结构在承受荷载作用时，需要保持结构的稳定性，避免产生倾覆和失稳等安全隐患。
在进行结构的稳定性计算时，需要考虑结构的整体平衡和节段局部稳定性问题。
如何对桁架结构进行稳定性分析
乌迪积分15帖子20#12005-3-17 09:31请教各位大侠，在sap里面如何对桁架结构进行稳定性分析，具体如何操作啊？yxs_li积分121帖子97#22005-3-28 22:17个人以为这是个很好的话题，不知为什么没有人感兴趣。
我也是个SAP初学者，谈一些粗浅的看法，不当之处望各位高手指教。
SAP2000并不能真正解决象类似桁架结构的整体稳定问题。
对于局部构件的稳定问题则有点类似PKPM，套规范公式求应力比解决，而不是在有限元的层次上解决。
SAP2000虽有BUCKLING分析，但仍不能解决整体稳定问题。
BUCKLING分析最多只能得到一个整体稳定的理论上限值（相当于分岔屈曲中的欧拉值），而不能考虑包含了初始缺陷及材料塑性在内的极值稳定问题。
我现在也没搞明白SAP2000中的BUCKLING分析具体的作用在哪里。
我想是否顶多看一下前几阶模态是否正常，是否出现了局部稳定提前于整体稳定发生的情况以及看一个理论上的上限值（事实上这并没有意义）。
在这一点上可以对比一下SAP2000和ANSYAS, ANSYS中BUCKLING的分析结果是要继续为下面的非线性分析提供初始缺陷用的，而SAP2000却到此为止了。
因为初学，我不熟悉PUSH-OVER这样的分析，不知道PUSH-OVER是否可以解决整体稳定问题，估计也不行。
以上愚见，仅供参考。
ocean2000积分1207帖子941#32005-3-31 18:54这个问题主要分两类来讨论，bucking分析相当于我们理解中的第一类稳定，这在实际应用中可以作为参考。
真正的极值点失稳在sap中可以考虑的，根据沈教授写的网壳稳定分析中的一句话：结构的稳定性可以从荷载-位移全过程曲线中得到完整的概念。
那么我们也可以这么理解，只要sap能做出这条曲线那么就可以解决问题，于是就利用到了sap基于位移控制的非线性分析~！sap分析参考中是这么叙述的：当用户知道所期望的结构位移，但不知道施加多少荷载时，选择位移控制。
拱形桁架结构设计
拱形桁架结构设计
拱形桁架结构设计是一种支撑力和稳定性强、可承受较大荷载、适用于大跨度建筑物的结构设计。
它的形式像一个拱形，由一系列钢管或钢杆组成，通过节点连接起来形成桁架结构，同时弯曲形状使其具有响应自然力的能力。
设计拱形桁架结构时需要考虑以下因素：
1. 荷载：拱形桁架结构需要承受建筑物的荷载，以及可能出现的突发荷载，例如地震、暴风雨等。
设计时需要按照国家规范和标准确定荷载。
2. 材料：选用的材料需要具有足够的强度和刚度，以满足荷载要求。
钢管、钢板、钢杆等是常用材料。
3. 稳定性：拱形桁架结构需要有足够的稳定性，以避免变形或应力过大导致结构损坏。
设计时需要考虑稳定性要求和节点处的支撑方式。
4. 空间限制：拱形桁架结构占用空间较大，需要考虑其所处的场地空间要求和建筑物整体设计。
在设计拱形桁架结构时，需要进行计算和模拟分析，以确保其荷载承受能力和稳定性满足设计要求。
同时，还需要考虑施工和安装的可行性、建筑物使用期间的维护和修缮等因素。
钢桁架搭设施工技术及稳定性分析
钢桁架搭设施工技术及稳定性分析一、引言钢桁架是一种常用于大型建筑物和桥梁结构中的重要构件。
其具有高强度、良好的稳定性和较低的自重等优点，已经被广泛应用于现代建筑工程中。
本文将探讨钢桁架搭设的施工技术及稳定性问题。
二、钢桁架搭设施工技术1.材料选用在钢桁架搭设过程中，钢材的选用是至关重要的。
通常情况下，常用的材料包括高强度钢材和合金钢材。
这些材料具有良好的机械性能和稳定性，能够满足钢桁架的强度和刚度要求。
2.搭设方案在确定钢桁架的搭设方案时，需要考虑多种因素，如施工条件、施工周期和工程要求等。
合理的搭设方案能够提高施工效率，并确保钢桁架的稳定性和安全性。
3.搭设工艺钢桁架的搭设过程中，需要采取相应的工艺措施来保证施工质量。
首先，需要进行预埋件的安装，以提供可靠的锚固点。
其次，进行分段组装，确保每个构件的精准拼接。
最后，进行整体提升和定位，确保钢桁架的稳定。
4.施工设备钢桁架的搭设需要使用一些特殊的施工设备，如塔吊、起重机和安全工作平台等。
这些设备能够提高搭设效率，降低搭设风险，并保证施工质量。
三、钢桁架的稳定性分析1.静力学分析钢桁架的稳定性主要受到外力和内力的影响。
通过对钢桁架结构进行静力学分析，可以确定结构的受力情况，进而评估结构的稳定性。
常用的静力学分析方法包括等效荷载法、位移法和弹性屈曲分析等。
2.动力学分析在一些特殊情况下，如地震和风荷载等外部动力作用下，钢桁架的稳定性也需要进行动力学分析。
通过模拟外部动力作用，可以得到钢桁架结构的响应特性，并评估结构的抗震性能和风荷载性能。
3.稳定性设计根据钢桁架的稳定性分析结果，可以进行相应的稳定性设计。
设计时需考虑结构的整体刚度、节点刚度和稳定系统的设置等。
采取合适的设计措施，可以提高钢桁架的整体稳定性。
4.实验验证为了验证钢桁架的稳定性分析结果，需要进行相关的实验。
通过在实验室或工地上进行加载试验和振动试验，可以进一步验证钢桁架的稳定性，并为实际工程提供可靠的依据。
钢桁架结构稳定性分析
钢桁架结构稳定性分析钢桁架结构是一种常见的建筑结构，具有较高的强度和稳定性。
然而，在设计和施工过程中，必须对钢桁架结构的稳定性进行全面的分析，以确保其能够承受外部荷载和维持长期的结构安全。
1. 引言钢桁架结构在建筑和桥梁领域被广泛使用，因其高度稳定和较轻的自重而备受青睐。
然而，当受到外力作用时，钢桁架结构的稳定性可能会受到影响。
为了确保结构的安全性，需要对钢桁架结构的稳定性进行全面的分析。
2. 钢桁架结构的力学特性钢桁架结构采用桁架原理，通过连接各个节点和构件来形成稳定的结构。
在分析钢桁架结构的稳定性之前，首先需要了解其力学特性，包括受力分布、节点之间的连接方式和构件的材料力学性质等。
3. 稳定性分析的基本原理稳定性分析是评估结构在外力作用下是否会出现失稳或破坏的过程。
对于钢桁架结构的稳定性分析，可以采用静力学方法或有限元分析方法。
静力学方法是一种基于力的平衡和杆件刚度的简化方法，而有限元分析方法则可以更准确地模拟结构的力学特性。
4. 钢桁架结构的稳定性失效模式钢桁架结构在受力作用下可能会出现不同的稳定性失效模式，如屈曲失稳、扭曲失稳和屈服失稳等。
屈曲失稳是指结构发生整体屈曲，而扭曲失稳则是指结构在扭矩作用下发生局部扭曲。
屈服失稳是指构件的材料达到屈服极限。
5. 稳定性分析的计算方法为了评估钢桁架结构的稳定性，可以采用不同的计算方法，如强度设计法、极限状态设计法和可靠性设计法等。
强度设计法基于结构材料的强度和荷载的大小来评估结构的稳定性。
极限状态设计法和可靠性设计法则考虑到荷载变化和结构参数的不确定性。
6. 影响钢桁架结构稳定性的因素钢桁架结构的稳定性受到多种因素的影响，包括结构几何形状、材料强度、结构连接方式和荷载的大小和作用方式等。
其中，结构几何形状对结构的稳定性影响最为显著。
7. 稳定性分析的案例研究为了更好地理解钢桁架结构的稳定性分析，可以通过实际案例进行研究。
例如，可以对某个具体的钢桁架结构进行模拟计算，评估其在不同荷载作用下的稳定性，并通过结构优化设计来提高其稳定性。
大跨度钢管拱桁架结构非线性稳定特性研究
摘要钢管拱桁架结构作为一种颇具魅力的空间结构，因其造型美观、受力合理、用钢量省、施工方便、能覆盖较大空间，广泛应用于飞机场、体育馆、会展中心、大型厂房等场所，成为目前工程中经常应用的空间结构体系之一。
随着跨度不断增大，拱桁架作为以受压为主的结构，稳定成为制约其发展的关键因素之一，本文主要对这种结构的极限承载力进行研究。
本文总结了国内外钢管拱桁架稳定及极限承载力分析方面取得的成果，阐述了钢管拱桁架稳定分析的相关理论。
以实际设计的满足规范要求的倒三角形截面单榀钢管拱桁架结构为研究对象，使用大型通用有限元程序ANSYS，研究钢管拱桁架的极限承载力，分析其破坏路径及失稳机理。
具体开展的工作如下：⑴对一跨度为120m的钢管拱桁架进行特征值屈曲分析、几何非线性屈曲分析和双重非线性屈曲分析，对结构进行全过程跟踪，计算结果表明：考虑双重非线性后结构的屈曲荷载最小，其承载力为特征值屈曲的12.53%，为仅考虑几何非线性的13.84%,充分表明材料非线性对于拱桁架结构极限承载力的影响至关重要，特征值屈曲分析将产生非保守的结果。
从全过程跟踪的结果可以得到，对于弹塑性失稳，在荷载作用下，结构在失稳前经历了较长的塑性发展过程，破坏的实质是结构整体变形和塑性发展的相互促进，宏观上的整体变形是微观塑性发展的表现；而微观的塑性发展是宏观整体变形的实质。
⑵在前者的基础上，研究初始几何缺陷、侧向约束、荷载分布方式、腹杆布置方式、跨度对钢管拱桁架的极限承载力的影响，研究表明:钢管拱桁架对初始缺陷敏感度较高，结构的临界荷载随几何缺陷的增加而减小；对于提高拱桁架结构的稳定性，侧向约束非常重要，可通过构造措施保证其侧向稳定性；不同荷载布置方式对于拱桁架的极限承载能力影响非常大；对于此类结构，应恰当选择腹杆布置方式，从而提高其极限承载能力；本文所研究的不同跨度的符合实际工程要求的拱桁架，其临界承载能力相差不大。
关键词：拱桁架，非线性，稳定性，屈曲分析国家自然科学基金项目：强震下大跨度空间拱桁架破坏机理及其性能设计指标研究（编号：50878137）山西省科技攻关项目：罕遇地震下基于安全工作性能的大跨度空间钢拱桁架结构体系研制（编号：20080321086）THE RESEARCH ON THE NONLINEAR STABILITY OF LONG-SPAN STEEL PIPE ARCH TRUSSESABSTRACTSteel pipe arch truss as a spatial structure very attractive for its beautiful design, reasonable force, the economic steel volume, construction convenience, cover a larger span, is widely used in airports, stadiums, convention centers, large-scale plant and so on.And it becomes one of the regular spatial structure of the world.Along with the span larger,as a structure that mainly sustains pressure, stability constraints to its development as one of the key factors.This article mainly researches on the ultimate bearing capacity of such a structure.This paper summarizes the results of the stability and ultimate bearing capacity of the steel pipe arch truss at home and overseas, and expatiates theory that related to the stability of steel pipe arch truss.This paper takes a steel pipe arch truss with triangle section as the research object ,researches the ultimate bearing capacity of it, analyzes the path of failure and mechanism of instability by using the finite element software ANSYS. The main tasks are as follow:⑴The stability of the 120m modes with the linear elasticity stability analysis, geometrical nonlinear stability analysis and double nonlinear stability analysis are calculated andanalyzed,and the whole responses process of arch truss mode was tracked. Calculating results show that:The buckling load is the lowest after taking into account double nonlinear stability analysis.And it is 12.53% of linear elasticity stability analysis,is 13.84% of geometrical nonlinear stability analysis.This fully demonstrates that the material nonlinear is essentialfor the ultimate bearing capacity analysis, and linear elasticity stability analysis will have a non-conservative results.The results of tracking process show that:For elastic-plastic instability analysis, the structure experienced a long process of plastic development before instability under the load.The overall plastic deformation and plastic development of the structure are stimulative reciprocally,and these cause the failure. The overall deformation in macro is the behave of the plastic development in micro,while the plastic development in micro is the matter of the overall deformation.⑵ In the base of the former,this paper also analyzes the influences to the ultimate bearing capacity,such as: the initial geometrical deficiency,lateral restriction, the distributing of the load, layout of the web member and the span.The research shows that: Steel pipe arch truss is sensitive to the the initial geometrical deficiency, the critical load of the structure is reducing while the initial geometrical deficiency increases; to improve the stability the lateral restriction is is very important, constitution measures can be adopted to ensure its lateral stability; distributings of the load have a large effect on the ultimate bearing capacity ; in order to improve the stability,the layout of the web members should be arranged appropriately; the arch trusses are designed according to pratical engineering,and the critical loads of different spans are pretty the same.KEY WORDS:steel pipe arch trusses, nonlinear, stability, buckling analysis目录第一章绪论 (1)1.1本课题的目的和意义 (1)1.2钢管拱桁架稳定研究历史及现状 (2)1.3本文研究方法介绍 (6)1.4本文所做的主要工作 (6)1.5本章小结 (7)第二章拱桁架的结构非线性分析理论 (9)2.1非线性有限元基础理论 (9)2.1.1空间梁单元的几何非线性有限元方法 (9)2.1.2材料非线性分析 (13)2.2稳定理论 (14)2.2.1第一类稳定问题 (15)2.2.2第二类稳定问题 (16)2.2.3平衡稳定性的判定准则 (19)2.2.4稳定问题的计算方法 (19)2.2.5稳定屈曲的有限元解法 (20)2.2.6 ANSYS稳定分析的关键点 (21)2.2.7本章小结 (22)第三章单榀钢管拱桁架结构静力弹塑性稳定分析 (23)3.1引言 (23)3.2钢管拱桁架结构的设计 (23)3.2.1钢管拱桁架结构的几何模型 (23)3.2.2地震作用下钢管拱桁架的结构设计 (26)3.2.3设计参数 (26)3.2.4结构设计指标分析 (27)3.3拱桁架结构稳定极限承载力分析 (29)3.3.1 有限元计算模型的建立 (29)3.3.2 特征值屈曲分析 (30)3.3.3 几何非线性屈曲分析 (32)3.3.4 双重非线性屈曲分析 (36)3.6本章小结 (44)第四章钢管拱桁架极限承载能力影响因素研究 (45)4.1引言 (45)4.2初始几何缺陷对极限承载力的影响 (45)4.2.1荷载位移全过程曲线及结构变形图 (45)4.2.2弹塑性失稳过程分析 (47)4.3侧向约束对结构极限承载力的影响 (48)4.3.1荷载位移全过程曲线及结构变形图 (48)4.3.2弹塑性失稳过程分析 (50)4.4荷载分布方式对结构极限承载力的影响 (53)4.4.1荷载位移全过程曲线及结构变形图 (53)4.4.2弹塑性失稳过程分析 (54)4.5腹杆布置方式对极限承载力的影响 (57)4.5.1腹杆布置方式 (57)4.5.2不同腹杆布置的几何模型 (58)4.5.3计算结果分析 (59)4.6不同跨度拱桁架结构的极限承载力 (61)4.6.1不同跨度的几何模型 (61)4.6.2结构设计指标分析 (63)4.6.3计算结果分析 (64)4.7本章小结 (66)第五章结论与展望 (69)5.1本文的主要结论 (69)5.2有待深入研究的工作 (70)参考文献 (71)致谢 (75)攻读学位期间发表的学术论文 (76)第一章绪论1.1本课题的目的和意义钢管拱桁架结构作为一种颇具魅力的空间结构，因其造型美观、受力合理、用钢量省、施工方便、能覆盖较大空间，广泛应用于飞机场、体育馆、会展中心、大型厂房等场所，成为目前工程中经常应用的空间结构体系之一。
结构力学的桁架的受力与稳定探究
结构力学的桁架的受力与稳定探究结构力学是研究物体在外部力作用下的受力和变形规律的学科。
而桁架是一种由组成的纵杆和连接节点构成的空间结构，广泛应用于建筑、航空航天等领域。
本文将探究桁架结构的受力和稳定性。
一、桁架结构的基本概念桁架结构由众多的杆件和节点组成，杆件通常为直线段，节点则是杆件的连接点。
其中，水平杆件称为横杆，垂直杆件称为竖杆。
在桁架结构中，杆件只受轴力作用，不受弯矩和剪力的影响。
二、桁架结构的受力分析1. 杆件内力的计算桁架结构的受力分析首先需要计算杆件的内力。
根据牛顿第三定律，桁架结构中连接在每个节点上的杆件上的力大小相等、方向相反。
利用平衡条件和受力平衡方程，可以计算出每个杆件的轴向力大小。
2. 节点受力的平衡在桁架结构中，节点是连接杆件的关键部分。
对每个节点进行受力分析，根据受力平衡条件，可以得到节点处的合力为零。
利用这个平衡条件，我们可以解算出各个杆件的内力分布情况。
三、桁架结构的稳定性分析1. 稳定性的定义桁架结构的稳定性是指结构在受到外部力作用时不产生失稳或坍塌的能力。
稳定性分析是桁架结构设计的重要一环，合理的结构稳定性可以保证结构的安全可靠。
2. 稳定性的影响因素桁架结构的稳定性受到多种因素的影响，包括节点的刚度、杆件的长度和截面尺寸、外部荷载的大小和作用方向等。
较长的杆件容易发生弯曲，导致稳定性下降，因此需要增加支撑节点或采用增加截面尺寸的方法来提高结构的稳定性。
3. 稳定性的评估方法评估桁架结构的稳定性通常采用稳定系数方法。
稳定系数表示结构在受到外力作用时的稳定程度，通常取值为0到1之间。
稳定系数越接近1，结构的稳定性越好。
通过计算各个节点的稳定系数，可以评估整个桁架结构的稳定性。
四、桁架结构的应用与发展桁架结构由于其轻质、高强度、良好的稳定性等特点，在建筑、桥梁、航空航天等领域得到广泛应用。
随着材料科学和结构设计理论的不断发展，桁架结构的设计和制造技术也在不断完善，为各行各业提供了更多的解决方案。
大跨度管桁架承载力及稳定性分析
大跨度管桁架承载力及稳定性分析发布时间：2022-09-26T02:20:30.223Z 来源：《工程建设标准化》2022年37卷10期作者：徐东飚[导读] 现如今我国社会经济的不断发展和进步徐东飚上海梅山钢铁股份有限公司江苏南京 210039摘要：现如今我国社会经济的不断发展和进步，推动了建筑领域也不断发展，并且人民生活水平得到提高，使得大家对建筑施工质量要求也越来越高，所以空间施工技术也逐渐获得了发展。
使得大跨度空间结构的跨度越来越大，并且大跨度空间的造型也被创新，同时建筑工程施工过程中对大跨度管桁架的应用也越来越广泛，并且相关部门加强了大跨度管桁架的施工技术，所以本篇文章对大跨度管桁架承载力及稳定性进行了分析介绍，从而推动我国建筑领域的可持续发展。
关键词：大跨度；管桁架；承载力随着我国建筑领域发展速度不断加快，使得现如今大跨度空间结构发展也越来越快，现如今大跨度管桁架的应用也越来越广泛，大跨度结构的稳定性是分析中的一个主要问题，近几年来，由于建筑工程施工中高强度材料的应用，分析模型和技术手段的不断完善，大跨度向着跨度较大、质量较轻、刚度柔化的趋势发展，在考虑结构稳定性的时候，结构的非线性效应不可忽视，而且跨度越大，对支承的水平推力越大，采用哪种支承方式既能保证结构的稳定，又能够使其受力的影响减少有较大的关系。
一、大跨度管桁架的内涵桁架属于一种大跨径的结构，在古代曾使用过木质框架结构，但现在出现了一种符合机械原理的新桁架。
在抗弯性方面，实腹梁和桁架梁的抗弯性比较集中地分布在上下端，使内力臂变大时，抗弯强度就能够得到提高，而在抗剪性方面，腹杆结构的合理安排将剪力逐渐传递到支架。
尽管桁架具有很大的跨度，但是桁架的高度有限，所以适用于不同跨度的房屋。
近几年来，钢结构不仅在海洋工程、桥梁工程中得到了广泛的应用，各大建筑中也得到了广泛的应用，例如：上海“东方明珠”电视塔、哈尔滨冰雪展览馆、长春南岭万人体育场等工程中也逐步得到了应用；宝钢第三期工程采用方管桁架；广州体育场采用方形钢管和圆形钢管作为屋顶；成都双流机场屋顶结构以圆形钢管作为主要受力部件；上海梅山钢铁股份有限公司固废堆场大跨度管桁架大棚等。
空间桁架拱几何非线性稳定分析_陈长贞
0 引言
拱通过其特殊的曲线形式实现将荷载产生的弯 矩转换为沿拱轴线的拉压力，而桁架则通过格构的 方式将弯矩转换为弦杆的轴力，二者的有机结合形 成了一种更有效率的结构形式，即桁架拱。拱的破 坏形态以失稳破坏为主，本文针对空间桁架拱的稳 定性问题进行了一些探讨。
表 1 整体结构的线性屈曲临界荷载系数
荷载 工况
1 2 3 4
1阶
11.56 11.48 10.27 13.33
2阶
11.56 11.48 10.27 13.33
3阶
11.56 11.52 10.31 13.33
4阶
11.56 11.52 10.31 13.33
5阶
11.61 11.64 13.15 13.37
第6期 2015 年 6 月
广东土木与建筑
GUANGDONG ARCHITECTURE CIVIL ENGINEERING
空间桁架拱几何非线性稳定分析
No．6 JUN 2015
陈长贞
（中交机场勘察设计院有限公司 广州 510220）
摘 要：介绍空间桁架拱的几何非线性稳定性分析方法，并采用该方法对高明文化中心项目 80m 大跨桁架拱的稳定性进 行实践应用，从特征值屈曲分析获取结构初始缺陷，最后采用几何非线性的方法对结构进行了稳定分析。
表 2 一阶屈曲特征值数据
图 6 考虑初始缺陷后的拱模型
在 Midas Gen 软
件中设定非线性控制
数据，最大位移为位于
拱顶的节点 209，通过
钢桁架结构施工重难点分析及解决措施
钢桁架结构施工重难点分析及解决措施1. 引言钢桁架结构是一种常见且广泛应用于建筑工程中的结构形式。
在钢桁架结构的施工过程中，存在一些重难点问题需要解决，以确保施工质量和工程安全性。
本文将对钢桁架结构施工中的重难点进行分析，并提出相应的解决措施。
2. 施工重难点分析2.1 材料选择：钢桁架结构所使用的钢材具有高强度和高刚度的特点，因此在材料选择上需要考虑到材料的质量和性能，以保证结构的稳定性和承载能力。
2.2 连接方式：钢桁架结构的连接方式对于施工质量和结构的稳定性至关重要。
传统的连接方式如焊接和螺栓连接存在焊接温度过高或螺栓松动的问题，需要采取适当的措施加以解决。
2.3 施工装备：钢桁架结构的施工需要使用吊车等大型设备进行安装，这对于施工现场的空间要求和设备操作技术提出了挑战，需要做好相应的安全措施和施工计划。
2.4 外力荷载：钢桁架结构在使用过程中会受到外力荷载的作用，如风力和地震力等。
在施工过程中，需要考虑这些外力荷载对结构的影响，并采取相应的加固措施。
3. 解决措施3.1 材料选择：选择质量可靠的钢材供应商，并进行必要的质量检测。
对于使用的钢材进行严格的筛选和检验，确保材料的质量和性能符合设计要求。
3.2 连接方式：采用适当的焊接方法，控制焊接温度，避免焊接温度过高导致材料变形或强度下降的问题。
对于螺栓连接，加强紧固控制和定期检查，确保连接的可靠性和稳定性。
3.3 施工装备：进行施工前的现场测量和规划，确保施工现场的空间满足装备操作的要求。
加强施工过程中的安全管理，提供必要的安全设施和培训，确保施工人员的安全和装备的正常运行。
3.4 外力荷载：根据设计要求，对结构进行合理的加固和防护设计，以满足外力荷载的要求。
参考相关的国家标准和规范，对结构进行计算和检验，确保其能够安全承载外力荷载。
4. 结论钢桁架结构施工中的重难点主要包括材料选择、连接方式、施工装备和外力荷载等方面。
通过合理的解决措施，可以提高施工质量，确保结构的稳定性和安全性。
某桁架式钢管混凝土系杆拱桥稳定性分析
表１ 大桥成 桥稳定 安全 系数
模态 特征值 （ 稳定 失稳特征 阶数 安 全系数 ） １ １ ２ 拱肋 以第 １ 阶横 向弯曲铡侦屈曲为主， 伴淤桥面稍微扭转，面外单
．
２拱桥稳 定安 全系数表达方式的讨论
目前 ， 在我 国公路桥涵设计规 范中对于拱 桥稳 定 的安全 系数和 具体 的能保 证拱 桥安全 的稳 定安 全 系数最 低值并没有 明确规 定 ， 由于 桥梁 设计规范的不 完善 ， 以至于不 同的学 者对 此定 义的 拱桥稳 定安 全系 数和最 低容 许值也 有所不 同。文献… 对拱桥稳 定安全系数 的表达 方式 进行 了总 结 ， 主要 有 ５ 种表 达方 式 ， 本文 中不 作细述 ， 不同的方法得到 的拱桥稳 定安 但 全 系数不相 同， 有的甚至相差很 大 ， 因此 ， 选择 合适 的拱 桥稳定安 全系数是很有 必要的 ， 只有 这 样才 有利于 对计算 结果 作 出合理 的比较并 得 出合 理 的 结 论 。 本文采用有 限元软 件Ｍｉａ／ ｉｉ中的屈 ｄ ｓ Ｃｖ ｌ 曲分析程 序模块 ， 照文献 “ 按 ｌ 中方法 ３ 采用 所 的拱桥稳 定安全 系数的表达方式 ， 即以拱 桥的 荷载 定义稳定安全 系数 ， 但是 在定义拱桥达 到 其 极限承 载 力时 ， 构承 受的 总荷载 为 ： 结 ｐ ＝ ｒＰ 母Ｐ ） 式 中 ： ｄ为作 用 在拱 桥 ｆ（ ， Ｐ 上 的恒载 ； ｃ Ｐ 为作用在拱桥上 的可变荷载 ； 为拱 桥失稳 时加 荷载 Ｐ 的倍数 ； ｃ 稳定安 全系数的定 义为 ：ｒ 磊 ＿ （） ２
４２７ ５４ １
摘 要： 本文结合实际 工程对钢管混凝土 系杆拱桥 成桥 阶段及施 工阶段 稳定性 问题 进行分析和 比较 ， 获得的结论 对类似桥 型的稳 定性分 析 以及施 工控 削具有一 定 的理论 意义和 现 实意义 。 关键词 ； 钢管混凝土 系杆拱桥 空同稳定 稳 定性分析 成桥阶段 施 工阶段 中图分类号 ： Ｕ ７ Ｔ ３ 文献标 识码 ： Ａ 文章编号 ：６ ４ ９ ｘ ２ ０ ）２ａ一０５ 一 ２ １ ７—０ ８ （ｏ ８ｌ （） ０ ０ Ｏ
钢管混凝土桁架拱桥横向偏移时的稳定性分析
３ ２ ２ 工 况 分 析 ．．
分析过程 中按照 全跨满 载和半 跨满 载 的活 载工况 进行 加载 ， 分考虑风荷载时的稳定性 和不 考虑风荷载 时的稳定性 两大类计算 。
３２ ２ １ 稳 定 分 析 工 况 ．．．
图 ７ 。
工况 １结构恒载 ＋汽车活载 （ ： 正载 ， 满载 ） 工况 ２ 结构恒 载 ＋ ： 汽车活载 （ 载 ， 偏 满载 ） 工况 ３ 结构恒载 ＋ ： 汽车 活载 （ 正载 ， 半载 ） 工况 ４ 结构恒载 ＋汽车活载 （ 载 ， ： 偏 半载 ） 工况 ５ 结构恒载 ＋汽车活载 （ ： 正载 ， 满载 ） ＋风荷载 工况 ６ 结构恒载 ＋ ： 汽车活载 （ 载 ， 偏 满载 ） ＋风荷载
对 大桥 各部位 质 量状 况进 行 全 面检查 ， 针对 发现 的问
整体稳定性安全 系数 最小值 为 ２ ． ， 于 ４ 结构 整体 稳定 ６１大 ，
性 良好 。
５ ２ 静 力分 析 ．
题， 及时采取修复 、 补强和加固措施 ， 保持 大桥处于 良好 使用 状态 。同时 ， 了全 面掌握 主拱 圈的线 型和横 向变位 ， 主 为 在
计 车速 ：０ｋ ｈ 地 震烈 度 ： （ ８度 设 防 ） ４ ｍ／ ； ７度 按 。桥 面 净宽 ２ ． 其 中 行 车 道 宽 １ ． 桥 梁 纵 、 坡 分 别 为 １ ４ １ｍ， ５ ０ ｍ， 横 ％
和 １５ 。 ．％
带
图 １ 桥 式 结 构
拱 轴线 为悬链 线 ， 轴 系数 为 １７ ６ 矢跨 比为 １４ ５ 拱 ．５ ， ／ ．。 拱肋采用桁 架式 ， 向高度为 ３ ５ｍ， 竖 ． 跨度 为 １８ ｍ， 、 ． 上 下弦
钢 管 混凝 土 桁 架 拱 桥 横 向偏 移 时 的稳 定 性 分 析
某大型体育场桁架拱罩棚整体稳定性分析
ｂ ｌ ｙ ｉ ａ ａｙ ｅ ｙቤተ መጻሕፍቲ ባይዱｔ ｅｗｈ ｌ ｒ ｃ ｓ ｅｏ ｍａｉ ｎ ｌ ａ ｕ ｖ ｆ ｈ ｔ ｃ ｕ ｅ Ｔ ｅ ｒ ｓ ｌ ｄ ｃ ｔ ｈ ｔ ｉ ｔ ｓ ｎ ｚ ｄ ｂ ｈ ｏ ｅｐ ｏ ｅ ｓｄ ｆ ｒ ｔ — ｄ ｃ ｒ ｅｏ ｅ ｓｒ ｔ ｒ ． ｈ ｕ ｔ ｉ ｉ ａｅ ｔ ａ ｉ ｌ ｏ ｏ ｔ ｕ ｅ ｓｎ
第２ ６卷
第 １期
山 东 建 筑 大 学 学 报
Ｖ０ ． Ｎｏ １２６ ．１
！生 ： 旦： ！ ： ： 一
： —— —
Ｆ ｂ ｅ．
２ ｌ ０１
文 章 编 号 ：６ ３— ６４ ２ １ ） １— ０ ３— ４ １７ ７ ４ （０ １ ０ ０ １ ０
某 大 型 体 育 场 桁 架 拱 罩 棚 整 体 稳 定 性 分 析
ＹＡＮＧ ｅ— ｕ ＧＵ ｎ Ｗ ＡＮＧ ｏ ｆ ｎ ｅ １ Ｗ ｉｇ ｏ， Ｐｅ ｇ， Ｙａ —ｅ ｇ， ｔａ ．
（ ｃｏｌ ｆ ｉｉＥ ｇｎｅｉｇ＆ Ａ ｃ ｉｃｕｅ Ｂ ｒｎ ｉ ｔｎ ｎｖｒｔ， ｅ ｉｇ１０ ４ ， ｈｎ ） Ｓ ｈｏ ｏ ｖ ｎｉｅｒ Ｃ ｌ ｎ ｒｈｔ ｔｒ， ｅ ｉ Ｊａ ｏｇＵ ｉｅｓｙ Ｂ ｉｎ ００ ４ Ｃ ｉａ ｅ ｇ ｏ ｉ ｊ
杨维 国， 谷鹏 ， 王耀峰 ， 兴坡 李
（ 北京交通大学 土木建筑 工程学院 ， 北京 １０４ ） ０ ０ ４
摘要 ： 以青海省州德令 哈市体 育场桁架钢拱罩棚结构 为研 究对象 ， 利用通 用有限元软件 对桁架拱 结构进行 了整 体稳 定性分析 ， 同时考虑 了初始缺陷 、 荷载作 用范 围及 拱脚 约束形 式 等 因素对桁 架拱 结构 整体 稳定 性能 的影 响。在对结构进行 特征值分析的基础上 ， 利用非线性有 限元分 析方法 ， 通过结 构的荷 载一 位移全 过程 曲线 分析 结构稳定 性能的基本规律 。结果表 明 ： 初始缺陷 的选取对 结构稳定性有较大影 响； 结构 在半跨荷 载作用 下的稳 定性 比满跨时略低 ， 在半 跨荷载作用下对 初始 缺陷 更为 敏感 ； 座 刚度 的增 大 可适 当提高 拱结 构 的整体 稳定 支
大跨径钢管混凝土桁架拱桥稳定性分析
第 ７卷 第 １期 ２１ ０ ０年 ２月
铁道科学 与工 程学报
Ｊ ＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＲＡＩＷ ＡＹ Ｌ ＳＣＩ ＥＮＣＥ ＡＮＤ ＥＮＧ Ｉ ＮＥＥＲｌ ＮＧ
ＶＯ ＿ Ｎ０ １ ｌ７ ． Ｆ ｂ．２ ０ ｅ ０１
大 跨 径 钢 管 混 凝 土桁 架 拱桥 稳 定 性 分 析
Ｗ ＡＮＧ ｎ，ＣＨＥＮ ａ Ｙａ Ｈｕ ｉ
（ ｃ ｏｌｏ Ｃｖ ｎｉｅｒ ｇ Ｚ ｅｇｈｕＵ ｉｅｓｙ ｈ ｎｚｏ ５ ０ １ ｈｎ ） Ｓ ｈｏ ｆ ｉｌ ｇｎｅｉ ， ｈ ｎｚｏ ｎｖｒｔ，Ｚ ｅｇｈｕ４ ０ ０ ，Ｃ ｉａ ｉＥ ｎ ｉ
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｓ ａ ｉｌｓａ ｉ ｔ ｎ ｌ ｓ ｏ ｈ ｉ ｒ ｇ ｆ Ｘｉｏ Ｓ ｎ— ｘａ ｂ ｄ ｅ，ｉ ｅ ，ａ ｈ ｌ ｔ ｏ ｇ ｏ ｃ ｅｅ ｓｒ ｃ ： ｐ ｃ ａ ｔｂ ｌ ｙ ａ ａｙ ｉ ｆ ｒ ｔｅ ｍａｎ ｂ ｄ ｅ ｏ ａ ａ ｉ ｓ ｉ ｉ ｒ ｇ ｉ ． ． ａｆ ｈ ｕ ｈ ｃ ｎ ｒｔ ｉ ｅ ｔ ｌｔ ｂ ｌ ｒｔ ｓ ａ ｃ ｒ ｇ ａ ａ ｒ ｕ ． ｈ ｐ ｃａ ｆ ｉ ｅ ｅ ｎ ａ ｃ ｌ ｔ ｄ ｌｏ ｒ ｇ ｆ ｌ ｄ ｓ ｅ ｕ ｕ ａ ｒ ｓ ｒ ｈ ｂ ｄ ｅ ｗ ｓ ｃ ｒｉｄ ｏ ｔ Ｔ ｅ ｓ ａ ｉ ｎ ｔ ｌｍｅ ｔｃ ｌｕ ａ ｉｇ ｍｏ ｅ ｆｔ ｅ ｂ ｄ ｅ ｌ ｅ ｕ ｉ ｅ ｌ ｉ ｅ ｎ ｈ ｉ ｗ ｓ ｅ ｔｂ ｉ ｅ ｙ ａ ｏ ｔ ｇ ｆ ｉ ｌ ｍｅ ｔ ｐ ｏ ｒ ｍ ｄ ｓ ｃｖｌ ｔ ａ ｃ ｌ ｔ ｎ ｎ ｌ ｚ ｈ ｔｂ ｌ ｙ ｏ ｈ ａ ｓａ ｌ ｈ ｄ ｂ ｄ ｐ ｉ ｎ ｔ ｅｅ ｎ ｒ ｇ ａ Ｍｉ ａ ／ ｉ ｉ ｏ ｃ ｌｕ ａ ｅ ａ ｄ ａ ａｙ ｅ ｔ ｅ ｓａ ｉ ｔ ｆ ｔ ｅ ｓ ｎ ｉ ｅ ｉ ｂ ｄ ｅ ｈ ｅ ｕ ｔ ｓ ｏ ｈ ｔｔ ｅ ｔ ｎ ｖ ｒｅ ｓｉ ｎ ｓ ｆａ ｃ ｂ ｉ ｗｅ ｋ，Ｓ ｐ ｉ ｚｎ ｈ ｅ ｔ ｎ ｏ ｒ ｈ ｒｂ ａ ｄ ｉ ｒ ｇ ．Ｔ ｅ ｒ ｓ ｌ ｈ ｗ ｔ ａ ｈ ａ ｓ ｅ ｓ ｔ ｆ ｅ ｓｏ ｒ ｈ ｒ ｓ ａ ｓ ｒ ｆ ｉ Ｏｏ ｔ ｍｉｉ ｇ ｔ ｅ ｓ ｃ ｉ ｆ ｃ ｉ ｎ ｏ ａ ｔ ｅ ｓｒ ｃ ｕ ａ ｒ ｏ ｒ ｎ ｖ ｒ ｅ ｂ ａ ｉ ｇ ｙ ｉ ｒ ｖ ｔ ｈ ｕ ｆｐ ａ ｅ ｓｉ ｎ ｓ ｆ ｔｅ ｆ ｏ ｙ ｔｍ ｓ ａ ｓ ｈ ｔ ｔ ｒ ｌ ｍ ｆｔａ ｓ ｅ ｓ ｒ ｃｎ ｓ ｍａ ｍｐ ｏ ｅ ｉ．Ｔ ｅ ｏ ｔｏ ｌ ｎ ｔ ｆ ｅ ｓ ｏ ｈ ｏ ｒ ｓ ｓ ｕ ｏ ｆ ｆ ｌ ｅ ｉ ｌ ｏ
大跨度管桁架结构的稳定性分析
荷载位移 曲线 可以用来定性 的判别不 同支座刚度对稳 定
性影 响的变化 趋势 ， 这在 工程 中是可行 的 ， 因此综合考 虑 不 同支座刚度 下结构 的稳定及位移要求 ， 选择弹簧支座水 平刚度 Ｋ ＝ ９ ０ ０ ０ ０ Ｎ ／ ｍｍ是较为经济的 。
与
研
① 当结构考ห้องสมุดไป่ตู้只考虑线性稳定 时， 其稳定性随着支座
刚度 的增加而增大 ， 采用铰接支座时 ， 结构刚度最大 ， 但 同
时支座的水平力也很大。
究
应 用
不同支座刚度下非线性屈曲节点 １ ５ ９ ０位移 和反应 力
表３
②将 非线性屈 曲分析所 得的屈曲 因子 与线 性屈 曲分
用铰接时 ， 结构的稳定性最好 。
③为 了定量考虑了 Ｐ — Ａ与大位移 效应 的结 构稳 定与 线性稳定做 比较 ， 仍采 用“ 屈 曲因子” 这一概念 ， 由于底 部
竖 向剪力与恒荷加活荷 的和是成正 比的 ， 因此采用结 构底
部竖 向剪力代表初始恒荷与活荷的和 ， 可知恒载与活载之 和为 ３ ２ １ ７ ７ ． ４ ９ ｋ Ｎ， 用屈曲荷载除 以该值 ， 即得 到结构非线
100773592013030185020引言大跨度结构的稳定性在结构的分析中占有重要地位随着近些年来高强度材料的应用分析模型及技术手段的日益精细使得大跨度朝着质量轻跨度大刚度变柔的方向发展在考虑结构的稳定性时结构的非线性影响不能够忽略同时跨度的增大对结构支座的水平推力的影响也增大因此采取何种支座形式对保证结构的稳定的同时减小支座的受力影响也具有很大的关系
因子 的变化可知 ， 不论是 采用弹性 支座还是铰接 支座 ， 结构 的稳 定 性都是 由恒载和活荷载这一组合工况控制 。
某站无柱雨棚钢管桁架结构的整体稳定分析
某站无柱雨棚钢管桁架结构的整体稳定分析无柱雨棚钢管桁架结构是一种常见的建筑形式，其优点包括结构轻巧、施工方便以及在工程范围内提供大面积的遮阳和雨水防护。
本文将对某站无柱雨棚钢管桁架结构的整体稳定性进行分析。
一、结构概述某站无柱雨棚钢管桁架结构由主要下列部分组成：1. 钢管柱：承受整个结构的垂直荷载；2. 钢管桁架：支撑雨棚面板并传递荷载至钢管柱；3. 雨棚面板：覆盖整个结构顶部，提供遮阳和雨水防护功能。
二、荷载分析对于某站无柱雨棚钢管桁架结构，所承受的荷载可以分为以下几种：1. 自重荷载：包括钢管柱、钢管桁架和雨棚面板的重量；2. 风荷载：由于站外环境中风的作用，雨棚面板受到的风荷载；3. 雨水荷载：当下雨时，雨棚面板所受到的附加荷载。
三、稳定性分析1. 自重荷载对结构的影响：钢管柱和钢管桁架的自重荷载会导致结构发生变形，但其稳定性通常不会受到影响。
2. 风荷载对结构的影响：雨棚面板受到风力作用时会产生较大的荷载，这会对整个结构的稳定性造成一定影响。
在设计过程中，需要考虑风荷载的方向和大小，确保结构的稳定性。
3. 雨水荷载对结构的影响：当雨水集结在雨棚面板上时，会施加附加荷载。
设计时需要考虑雨水荷载的重量，并确保结构的稳定性不会受到影响。
四、防护措施为了确保某站无柱雨棚钢管桁架结构的整体稳定性，可以采取以下防护措施：1. 加强钢管柱的设计：应选用足够强度和稳定性的钢管，并根据结构荷载计算确定其尺寸和支撑方式。
2. 优化钢管桁架结构：通过合理的布置和选用合适的钢管桁架材料，增强结构稳定性。
3. 加强雨棚面板的固定：确保雨棚面板与钢管桁架的连接牢固可靠，防止因突发荷载而导致面板脱落或变形。
4. 考虑地基的稳定：了解站点地基的承载能力，并采取相应的加固措施，以确保整个结构的稳定性。
总结：某站无柱雨棚钢管桁架结构的整体稳定性分析是一个复杂的过程。
通过合理的荷载分析和结构设计，加强钢管柱和桁架的稳定性，并确保雨棚面板的固定和地基的稳定，可以提高这种结构体系的整体稳定性。
桁架结构特点
桁架结构特点
桁架结构是一种具有高度稳定性和承重能力的工程结构，其主要特点包括以下几个方面：
1. 轻巧高效：桁架结构采用较少的材料，却可以承受较大的重量，具有较低的自重比和较高的钢材利用率。
2. 强度高：桁架结构采用三角形结构，具有较强的稳定性和抗震性能，可以承受大风、大雪等自然环境的影响。
3. 空间利用率高：桁架结构可以实现大跨度、大空间的跨越，具有较大的空间利用率和灵活性。
4. 施工效率高：桁架结构可以在工厂进行预制，随后现场拼装，大大减少了建设周期和人工成本。
5. 维护便捷：桁架结构由于采用较少的材料进行构造，因此在维护、修缮时也更加方便，不仅可以节约成本，还可以减少维护工作的时间。
总之，桁架结构具有轻巧高效、强度高、空间利用率高、施工效率高、维护便捷等特点，这些特点使得桁架结构在现代建筑、桥梁、机场、体育场馆等领域得到广泛的应用。
高耸超静定桁架结构的稳定性分析
[关键词] 超静定桁架结构；结构稳定性；整体失稳；局部失稳；有限元
1 引 言
桁架钢结构被广泛应用于重载高耸的机械结 构和建筑结构中，如塔式起重机的塔身、吊臂， 施工升降机的导轨架等。由于这些结构的可靠性 直接决定了设备安全性，因此稳定性计算在设计 中尤显重要，事实上相当比例高耸桁架结构的破 坏是由结构失稳引起的。起重机设计规范中除了 要求验算整体稳定同时要求验算各杆件的局部稳 定[1]，很多文献介绍了整体失稳和局部失稳计算方 法［2-8］。
National eleventh five-year plan 国家“十一五”科技项目
高耸超静定桁架结构的稳定性分析
Stability analysis on high-rise hyperstatic truss structure
胡燕东，兰 朋，陆念力
HU Yan-dong, LAN Peng, LU Nian-li (哈尔滨工业大学 机电工程学院，黑龙江 哈尔滨 150001)
22j＋1
EIj+1a j+1 EIj +1b j+1
lj+1
lj+1
EIj +1b j+1 EIj+1a j+1 …
桁架结构在高温下容易失稳
此时，即使在较小荷载作用下，结构也会发生较大的变形， 从而导致结构失稳破坏。
结论：
桁架结构在高温下容易失去稳定性， 从而迅速失去承载效用，因而，在重力和 爆炸力的作用下，被撞击的那几层的天花 板发生塌落，致使在相当的高度上，各个 钢柱之间失去联接，造成楼房框架结构稳 定性严重下降。
外层钢 立柱Байду номын сангаас
天花板 平面桁架
内层钢 立柱
世贸大厦骨架图 世贸大厦坍塌的原因，从结构角度上讲， 一方面在于钢柱的破坏，另一方面在于天花板平面桁架的破坏
桁架结构是两端由铰链联接的直杆所构成的二力杆系统。 若该结构的任何一个二力杆在高温下软化，失去效用， 则可以认为该二力杆被摘除，此时的结构可能成为内部 自由度大于零的可动的结构 。
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第 ２ 卷第 ３ ３ 期
２０ ０ ６年 ９月
广 东工 业大 学 学报
Ｊ ｕ ｎ ｌｏ ａ ｇ ｏ ｇ Ｕｎ ｖ ｒｉ ｆＴｅ ｈ ｏｏ ｙ ｏ ｒ ａ ｆＧｕ ｎ ｄ ｎ ｉ ｅ ｓｔ ｏ ｃ ｎ ｌｇ ｙ
Ｖｏ． ３ Ｎｏ ３ １２ ． Ｓ ｐ ｅ ｅ ０ ６ ｅ ｔｍｂ ｒ２ ０
图 ２ 整体 变 形 图
维普资讯
广东工业大学学报
４０ ０ ３ ０ ０
第２ ３卷
７８ Ｏ
／＿ 一 ＼／来自 、＼ ６５ ０
ｚ ０ ２０
３ 整体 稳定 性分 析
采用大型有限元计算软件 Ａ Ｓ Ｓ Ｎ Ｙ 对该结构进行分析计算． 按弹性分析各基本工况 ， 然后进 行线性工况组合． 在对屋盖结构的侧 向稳定分析中， Ｎ Ｙ Ａ Ｓ Ｓ计算模型包括 了桁架拱 、 钢支撑柱
和屋面拉杆支撑以及整个看台． 本文着重介绍采用 Ａ Ｓ Ｓ Ｎ Ｙ 软件的屋盖结构的静力稳定分析．
１ ｍ， 杆截 面 ５ｍｍ× ． ｍ． ２ｍ 腹 ４０ｍ
沿纵向设置两道纵向桁架将钢拱桁架连成整 体， 纵向桁架上弦杆截面 ＃０ ｍ× ． ｍ， １８ｍ ４０ｍ 下弦 杆截面 ＃０ ｍ× ． ｍ； １８ｍ ４ ０ｍ 钢拱桁 架间的钢索拉
图１ 结构平面图
杆设置如图 １ 所示 ， 钢拉索截面 ＃０ｍ 端部柱间设有拉杆支撑 ， ３ ｍ； 截面 １４ｍ ４ ０ｍ ． １ ｍ× ． ｍ 钢材 采用 Ｑ３ ． ２５
２ 基 本 理 论
应用有限元方法¨ 对结构进行分析， 采用了梁单元和索单元． 文中分析假定在弹性范围内． 对于非线性屈曲问题 ， 求解过程是一个逐步加载并进行平衡迭代的过程． 利用虚位移原理 ， 可获得梁单元 和索单元的非线性平衡方程 ］其表达式为 ，
｛（） ＝｛ ｝ ［ ］｛ ｝Ｖ ０ 艿 ｝ Ｆ 一ｆ曰 ｄ ＝ ， 。
一
中高中部风雨球场施工图，０４年 １ 月 ） ２０ １ 采用
三角形钢管桁架拱结构 ， 由六榀相 同的桁架拱组 成， 见图 １桁架 间距 １ ． ， ０ｍ 桁架两端铰支在基础 上， 桁架 中部 铰支 于钢 柱 顶 ， 高 分别 为 ７ ２０ｍ 柱 ．２ 和 １．２ 拱桁架总跨度 为 ５ 最高点约 １ ３ ８５ｍ， ０ｍ， ９ ｍ； 三角形桁架高 ２ｍ， 上弦管中距为 ２ｍ， 桁架弦 杆截面： 上弦 １ ｍ× ． ｍ， ９ｍ ９０ｍ 下弦 １ ｍ× ９ｍ
维普资讯
第３ 期
袁兵 ， ： 风雨球 场桁架拱 结构的稳定性分析 等 顺德
式 中｛ 是体力和面力 的等效结点力 ，曰］ Ｆ｝ ［ 是应变增量 ， ｝ ｛ 是应力 向量， ｐ ｝ ｛ （ 是节点不平 衡 向量． 在每次迭代时候 ， 结构位移增量 ｛ ｝ 可以通过求解下面方程得到 ｛ ６ ｝ ｒ ｛ ６ ， （ ） ＝［ ］ △ ｝ 式 中［ ］ 是由弹性刚度矩阵和几何刚度矩阵组合而成 的整体刚度矩阵． 该结构 的非线性分析是基 于牛顿 一 拉弗森法和弧长法进行的极值点判断与跟踪． （） ２
关键词 ： 拱结构 ； 桁架 稳定性 ； 非线性屈 曲； 极限荷载
中图分类号 ： Ｕ ９ ． Ｔ ３ ３３ 文献标识码 ： Ａ 文章 编号 ：０ ７７ ６ （ ０ ６ ０ － ５ －４ １０ －１２ ２ ０ ） ３０ ８０ ０
１ 研 究 对 象
顺德风雨球场（ 顺德建筑设计有 限公司 ， 顺德
收稿 日期 ：０５０ －２ ２０ － ０ ３
（） １
基 金项 目： 广东省 自 然科学基金 （３４９ ； ０２８ ）广州市科技攻关项 目（０３ ３Ｄ ２ １ ２￣Ｚ ．０２ ） ）
作者简 介 ： 袁兵 （９ ９ ） 女 ， １６ 一 ， 讲师 ， 主要研究方 向为工程力学及 相关｛ 颚域．
３ １ 分析 模型 ．
对桁架屋面结构进行整体稳定性 分析 ， 研究屋盖结构 的受力安全储备情况． 在分析的基 础上提出屋盖结构的加强措施． 梁单元采用 Ｂ ａ １８ 屋面拉杆支撑索单元采用只拉不压 的 Ｌ ｋ０单元． ｅｍ ８ ， ｉｌ ｎ 选用工况 （ 静荷 载＋ 活荷载 ＋ ｙ向水平风载）算 出特征值为 ４ ． １ ， ， ６７ ９ 按特征值将荷载放大 ５ 倍 ， ０ 对有几何初始 缺陷的模型和无几何初始缺陷的理想模型进行几何非线性稳定分析与 比较． 分析了采用牛顿 一 拉弗森法和弧长法跟踪非线性极值点． ３ ２ 分 析结 果 ． 无几何初始缺陷的理想模 型和有几何初始缺陷模型的结构整体变形挠度如图 ２ 所示． 两个
顺 德 风 雨球 场桁 架 拱 结构 的 稳 定 性 分 析
袁 兵 柯秋 鸿 韦爱凤 杨 志威。 张小明 ， ， ， ，
（． １广东工业大学 建设 学院 ， 广东 广州 ５００ ；． 德建筑设计 院有 限公 司 ， １０６２顺 广东 顺德 ５２３ ） ６８０
摘要 ： 用非线性有限元方法研究 了顺德风雨球 场桁架 拱结构稳 定 问题 ． 用牛顿 一拉弗森 法 和弧 应 使 长法对荷载 一 位移 平衡 路径 进行 跟踪研究 ， 包括 考虑 了几何初始缺 陷和不考虑几 何初始缺 陷两种情 况时对结构 的极 限荷载 和平衡路径的影 响， 中获得 了对桁架拱结 构设计有益 的结论 ． 从
模 型 的最大 位移 一荷 载 曲线 如 图 ３ 图 ４所 示 ． 、
（ 无几 何仞始 缺 陷的结构 整体 水平 变形 图 ａ ）
（ 有 几 何初 始缺陷 的结构 整体水 平变 形 图 ｂ ）
（ 无几何初 始缺 陷 的结 构整 体竖 向变形 图 ｃ ）
（ 有 几 何初始 缺陷 的结构 整体怪 向变 形 图 ｄ ）