文档介绍：桥梁结构的稳定分析
一轴心受压杆的屈曲理论
细长柱子承受轴心受压荷载时,当荷载比较小时只引起柱子的轴向缩短;当荷载达到某一值时,柱子会突然变弯,这种弯曲会导致很大的变形,并最终导致构件的破坏。这个发生屈曲时的荷载值就是屈曲荷载也叫临界荷载。
二屈曲的发生
受拉构件都是在其应力值达到材料的极限强度时才破坏的。屈曲的发生与受拉构件的破坏不同,它不是由于应力达到材料的某一强度而发生的,而是取决于多种因素,包括构建的尺寸、支承方式以及材料的性能等。
三屈曲的形式
轴心压杆的受力性能和许多因素有关,它的屈曲变形可能有三种形式:(1)弯曲屈曲(截面绕一主轴回转);(2)扭转屈曲(截面绕杆轴扭转);(3)弯扭屈曲(弯曲变形同时伴随扭转变形)、轴心压杆可能出现的屈曲形式主要取决于它的截面形式、尺寸、压杆长度和杆端约束条件。
四算例分析
四川云阳县新津口大桥高墩稳定计算
大桥连接云阳县城和普安镇,跨越一个深谷,蓄水后山谷中水位上升70m,考虑通航该桥桥墩高80m。该桥墩为空心墩,外型尺寸6m*;*,墩身坡度50:1。
建模计算
根据该桥墩特点将其离散为20个单元,每个单元长4m,墩身自重的分布荷载为初应力状态,形成整体刚度矩阵时应考虑它的影响。
约束条件的设置
完全刚性、铰支或者自由的边界条件在实际工程结构中很难找到,但是可以利用这些理想的边界条件来确定实际结构的范围。因此在计算时,为偏于安全边界条件可以按下端固结上端自由考虑,然后再将上端约束条件完全固结确定范围。
桥墩有限元模型
上端自由计算结果
模态1

模态2
临界荷载系数1767
模态3
临界荷载系数4663
,故临界荷载为100*=80750tof,其对应屈曲模态为模态1.
上端固结计算结果
模态1
+13
模态2
+14
模态3
+14
+13,故临界荷载为
100*+13=+15tof,其对应屈曲模态为模态1.
算例分析
在实际工程中很难找出理想的边界条件,因此利用这些理想的边界条件可以确定实际结构的临界荷载范围。