均布径向荷载下变截面圆拱平面屈曲的样条子域法

导出了均布径向荷载下变截面圆拱平面屈曲的总势能方程，通过随遇平衡标志δ２π＝０，利用样条子域法对均布径向荷载下的变截面圆拱的屈曲问题进行了求解，给出了ξ＝０．１，０．２，０．３，０．４，０．

单轴对称截面圆弧拱在局部区域径向均布荷载下的弯扭失稳

为了探究单轴对称截面圆弧拱的弯扭失稳行为,研究了局部区域径向均布荷载作用下单轴对称工字形截面两端铰接圆弧拱的弯扭失稳问题,考虑了剪切变形的影响,推导了失稳前拱的弯矩,轴力和剪力表达式。根据势能驻值原理和Rayleigh-Ritz法,得到了单轴对称截面圆弧拱弯扭失稳临界荷载理论解,并将其和有限元结果进行了对比。结果表明:当截面的较宽翼缘位于拱的顶部时,拱的弯扭失稳临界荷载值会增大;考虑剪切变形影响的浅拱的弯扭失稳临界荷载小于不考虑剪切变形的临界荷载;局部参数对拱的弯扭失稳临界荷载影响明显,弯扭失稳临界荷载随着局部参数的增大而减小。

工形截面钢拱结构腹板在径向均布荷载作用下的弹性屈曲

焊接工形截面钢拱结构具有造型美、受力性能好、制作简便等优点,在国内外均得到了较为广泛的应用。然而,我国还没有钢拱结构的专用技术规程,现行钢结构设计规范及技术规程中也都没有针对钢拱结构的技术条文。相比较于直梁、柱中的腹板,焊接工形截面钢拱的腹板同样存在着正应力和剪应力,但两者最大的不同在于腹板的几何形状,钢拱的腹板呈弧形,而梁柱的腹板为矩形,这也决定着拱板与矩形板的受力性能不同。当工形截面钢拱受径向均布荷载作用时,截面上的内力只有轴力。针对径向均布荷载作用下的工形截面钢拱结构腹板建立模型,首先通过有限元分析计算得到单块拱板在加载边简支和固支约束条件下的弹性屈曲系数,参考矩形板件的弹性屈曲理论,通过数据拟合得到相关计算式。在此基础上,考虑翼缘对腹板任意程度的嵌固约束,得到工形截面钢拱结构腹板的弹性屈曲系数及其相关计算式。

用弹性力学理论分析合理拱轴线

本文从弹性力学的角度用极坐标应力函数法求解出了无铰圆拱在径向均布荷载作用下不考虑荷载引起的轴向变形情况的应力及内力弹性解,从而证明了结构力学中拱在径向均布荷载作用下,合理轴线为圆弧、轴力为常数的结论是正确的,并讨论了超静定圆拱在径向均布荷载下考虑轴向变形的弹性计算方法。