平行组拼双拱肋系平面外弹塑性稳定性及计算方法
[Abstract]:Parallel assembly double arch is a widely used form in the field of bridge engineering and civil engineering, because the stiffness of transverse support is often less than that of main arch rib. So that the off-plane stability becomes an important index to balance its economy and security. At present, the research on the calculation method of the elastoplastic stability of parallel double arch is very rare, which brings a lot of inconvenience to the design of the out-of-plane stability. In this paper, the elastoplastic stability of parallel arches with unhinged circular arcs under uniform compression is studied systematically, and a practical formula for calculating the load-carrying capacity of out-of-plane elastic-plastic stability is put forward. The main contents of this paper are as follows: (1) A method for calculating the elastic-plastic stability capacity of circular arches under uniform compression of pipe sections is presented. Considering the initial defects of structure geometry and material nonlinearity, a large deflection elastic-plastic finite element numerical analysis method was used to study 190 arches with no hinged arc section. The elastoplastic stability in the case of uniform compression is analyzed, and the influence of design parameters on the external stability is revealed. The uniform stability curves of the arch with various design parameters are obtained under the regularized aspect ratio coordinates of the arch. With this stable curve, A practical formula for calculating the external elastoplastic stability capacity of an unhinged circular arched arch with uniform compression of pipe section is obtained. (2) an analytical formula for the out-of-plane elastic instability critical load of a parallel group of two arches with uniform transverse bracing in the range of S / 2 is derived. Based on the Ritz method, the whole and local deformation energy of the main arch rib, the bending deformation energy and the external force potential energy of the transverse brace in radial and tangential plane are considered, and the energy equation of the external instability of the parallel double arch plane is constructed. The analytical formula of out-of-plane elastic instability critical load of circular arc parallel double arch with uniform transverse bracing in the range of S / 2 is obtained by using the standing principle of potential energy. It lays a foundation for the further study on the calculation formula of the lateral elastoplastic stability bearing capacity of parallel double arch. (3) A method for calculating the elastoplastic stability capacity of parallel arch with uniform compression of pipe section under uniform compression without hinged arc is proposed. Taking 918 unhinged parallel double arches with different design parameters as the research object, considering the initial structural defects and material nonlinearity, the finite element method of large deflection elastic-plastic finite element analysis is used to analyze the geometric initial defects and the rise-span ratio. The influence of the design parameters such as slenderness ratio, transverse brace length, root number of transverse brace and cross-section size of main arch on the parallel combination of double arches is obtained, and the elastoplastic stability coefficient is obtained. On this basis, with the aid of the Perry-Robertson formula of the stability coefficient curve of the axial compression column of the Chinese steel structure code GB50017-2003, under the regularized aspect ratio coordinate of the parallel group of double arches, the stability coefficient curve of the column is obtained by means of the Chinese steel structure code. The Matlab program is used to fit the extraplanar elastic-plastic stability coefficient data points of parallel double arches, and the proposed stability curve for parallel double arches is obtained. Based on the proposed stability curve, a practical formula for calculating the external elastoplastic stability bearing capacity of the uniform compression unhinged circular arc parallel double arch of a circular pipe is presented.
【学位授予单位】:广州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:U442
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,本文编号:2266713
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