抗风索双层弦张弦拱桁架结构稳定分析.pdfVIP

第十届全固现代结构工程学术研讨会 抗风索双层弦张弦拱桁架结构稳定分析 白正仙1 徐巧云2 田帅1 (1北京工业大学城市与工程安伞减灾教育部重点实验室．北京100124，2中国石油天然气管道工程有限公司065000) 提要：本文研究讨论了布设抗风索的双层弦张弦拱桁架结构在风荷载作用下的稳定性能，详细分析了抗风索高度、抗风索 ’ 撑杆数目、抗风索预应力及欠跨比等参数对其稳定性能的影响。 关键词：抗风索双层弦张弦拱桁架稳定性 一、引言 抗风索双层弦张弦拱桁架结构是为提高双层弦张弦拱桁架结构的抗风性能而提出的形式，见图1。布 设抗风索后，该结构的抗风性能有显著的提高。 本文详细讨论了结构在竖向荷载和风荷载作用下的抗风索预应力、抗风索高度、抗风索撑杆布设方式 等因素对结构整体稳定性能的影响。 二、模型选取 本文计算模型参考广州国际会议展览中心张弦桁架的相关文献乜mml以及双层弦张弦桁架结构模型‘。1 而得。拱形立体桁架的轴线采用弧线形式，风索、下弦内层索、下弦外层索的轴线均采用二次抛物线形式， 结构支座间的跨度为126．6m，左端为滑动支座，右端为固定铰支座。桁架截面采用倒三角形，中间高度为 3m，两端高度为2m，模型见图l。 图1抗风索双层弦张弦拱桁架结构模型 三、各因数对结构极限荷载的影响 本文考虑三种工况，工况1：1．2恒荷载+1．4全跨活荷载：工况2；1．2恒荷载+1．4半跨活荷载； 能研究，其中材料模型采用双线性随动强化模型。 (一)工况1和工况2作用下的反应 l、抗风索的初始预应力影响 风索由撑杆与桁架连接，风索初始预应力过大会增大上弦桁架负担，因此风索初始预应力不宜过大， 下面分析风索初始预应力对结构非线性极限承载力的影响，见图2。 由图2可以看出，风索的初始预应力对结构的极限承载力的影响很小。全跨均布荷载作用下，风索预 458 工业建筑2010增刊 第十届全I目现代结构。I：程学术研讨会 应力较小时，极限承载力稍有减小之后有小幅度的增大，增大幅度仅有0．11％；半跨荷载作用下，结构的 极限承载力有很小幅度的增大，增大幅度为0．1796。可见，风索的初始预应力对结构的稳定性没有太大的 影响。 撇 啪 抛 ^墨v 啦 Ⅲ o颦畦一 撤 狮 0 500 1000 500 2000 2500 3000 抗风索初始预应力(kN) 图2风索初始预应力与极限承载力 2、风索高度的影响 增大风索与桁架连接的撑杆长度即抬高风索的高度，分析风索高度对结构的非线性极限承载力的影响。 抽 表1抗风索高度与极限承载力 粥 抗风索岛度(m) 极限承载力(kN) 蹦 (最高点坐标) 全跨均布 半跨均布 缴 撕 ll 295．776 285．750 ^量v镊柱鹾嚣