柔性张拉构件补强下细长结构稳定性的基础性研究

• 作者: 川口健一 陈坤
• 来源期刊: 建筑结构学报
• 学科: 工学
• 关键词: 张拉构件 索 柱 拱 虚拟弹簧 有限元分析 屈曲 稳定性
• 年，卷（期）: 2015,（5）
• 所属期刊栏目: 基础理论与共性技术
• 页码范围: 140-149
• 分类号: TU311.2
• 语种: 中文
• DOI: 10.14006/j.jzjgxb.2015.05.018

摘要

为了分析膜、索等结构中柔性张拉构件在张力作用下对柱和拱的补强作用,基于静力平衡方程,在折线索上作用有集中荷载的情况下,提出虚拟弹簧刚度系数的概念并推导其计算式.在此基础上,分别得出一组和二组折线索-柱模型的屈曲控制方程,并采用非线性有限元分析进行对比.分析结果表明:有限元分析结果与理论分析结果吻合.补强效果中,折线索弹性刚度的贡献可以忽略,索张力起主要作用;随着折线索上荷载的增大,柱的屈曲荷载存在着先增后减的规律;折线索会起到类似铰接约束的作用,使得柱的屈曲模态发生迁移;与一组索补强效果相比,两组索补强下柱的屈曲荷载的最大值变化较小.最后,对曲线索-柱模型和曲线索-拱模型分别进行研究,分析结果表明,曲线索上集中荷载存在一个最优值,使得柱和拱的屈曲荷载取得最大值.