基于板-梁理论的哑铃形钢管混凝土拱平面外整体稳定研究

哑铃形钢管混凝土拱因其良好的受力性能,在大跨度桥梁工程和建筑结构中得到大量的应用。以两端简支的哑铃形钢管混凝土拱为研究对象,基于板-梁理论推导了哑铃形截面平面外抗弯刚度、抗扭刚度和翘曲刚度计算公式。选取15个不同长细比、张角的钢管混凝土拱为研究对象,利用ANSYS建立有限元模型,验证其在纯弯和轴压作用下的平面外屈曲情况。研究表明:纯弯作用下哑铃形钢管混凝土拱弯扭屈曲荷载平均误差为4.6%,最大误差为6.2%,轴压作用下哑铃形钢管混凝土拱弯扭屈曲荷载平均误差为-7.5%,最大误差为-8.4%,证明了求解哑铃形钢管混凝土拱参数的合理性,可为实际工程提供设计参考。

均布荷载和跨中集中荷载作用下简支钢梁临界弯矩

基于双变量的总势能方程,采用傅里叶级数表达精确模态试函数,以能量变分法为理论基础,分析均布荷载和跨中集中荷载作用下简支梁的弹性弯扭屈曲问题,利用Mathematica软件进行辅助运算,得到简支梁屈曲方程和精确解;利用ANSYS有限元软件验证无穷级数解和一阶近似解的正确性。结果表明:同种截面形式和工况下,无穷级数解析解精度比一阶近似解的高,一阶近似解的最大误差为8.18%,无穷级数解的最大误差为4.38%。简化设计公式精确度高,可以与规范公式衔接,为工程设计提供参考。