文档介绍：摘要不断增大——即矢跨比变大时,结构中杆件的最大压力、平均拉力、平均压力、结构优化设计的目的在于寻求既安全又经济的结构形式。优化设计能合理的利用材料性能,使结构内部各单元得到最好的协调,并能满足强度、稳定和几何构造等各个约束条件。实践证明,结构优化能够缩短设计周期、提高设计质量和水平,有着显著的经济效益和社会效益。本文对下承式钢桁架拱结构进行了截面横截面面积,使结构在能承受给定荷载并满足多种约束条件的情况下,最大限度地降低结构的重量,寻求结构设计条件所允许的最优设计方案。目前,相关的结构内力计算程序大多是騀语言编写的,本文通过有限元分析方法,用镅员嘈床⒌魇粤烁骤旒芄敖峁沟哪诹扑愠绦颍后应用、热砑鞒鱿嘤Φ谋浠撸员阌诜治鲈诟骤旒芄结构的矢跨比不断变化时,内力、支座反力以及结构造价的变化趋势。本文主要采用满应力优化设计和满位移优化设计两种方法,在满足强度、稳定、位移等约束的基础上,编写和调试了相应的截面优化程序,对钢桁架拱结构进行截面优化设计,算出每一杆件的最优横截面面积。本文经分析研究,在同一荷载工况作用下,钢桁架拱结构的跨度不变父平均轴力、支座水平反力、结构重量こ淘旒等呈现逐渐变小趋势;杆件的最大拉力、支座竖向反力等保持不变。通过算例分析,在受同样的荷载工况作用时,矢跨比在到的范围时,钢桁架拱结构经过截面优化后的杆件横截面面积相对较小,且结构的受力状态也较好。当结构跨度、节间长度以及所受荷载工况较小时,经过满应力优化设计得到的杆件横截面面积,在充分发挥材料性能,满足强度约束条件、稳定约束条件和几何构造约束的基础上,同时也满足了结构的刚度要求;当结构跨度、节间长度以及所受荷载工况较大时,经过满应力优化设计的桁架拱结构的刚度一般不能满足要求,还需要进行满位移优化,进一步调本文编写的钢桁架拱结构截面优化程序,对钢桁架拱结构的实际设计与安全优化设计,具体应用满应力设计准则和满位移设计准则,合理确定了结构的杆件整杆件的横截面面积。
评估具有较大的指导作用。本文钢桁架拱结构的优化设计思路同样可以应用于其它平面杆系结构,如肋拱、桁架、刚架等。关键词:钢桁架拱;满应力优化设计:满位移优化设计镅员喑蹋唤孛嬗呕
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耽:桁架拱结构的矢跨比符号说明翰牧系娜葜Ⅳ:桁架拱结构杆件的根数芄敖峁垢思ピJ鸿旒芄敖峁垢思峤孛婷婊】:杆件抗拉允许应力酊:压杆应力弧浚焊思寡乖市碛α以:节点位移合嘤岬阄灰频募拗怠厶桁架拱结构的跨度￡:满应力优化设计的计算精度注:以上符号用于本论文正文,附录中应用其它符号时有专门说明。盯豪擞α足桁架拱结构的失高坏テ旒芄敖峁沟淖苤亓毋:钢材的弹性模量,::第思某ざ
日期:亟..￡:哆日期:型骸辏夯至』蓿论文作者签名:至庭导师签名:关于学位论文使用授权的声明原创性声明本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名:本人同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的印刷件和电子版,允许论文被查阅和借阅;本人授权山东大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。C苈畚脑诮饷芎笥ψ袷卮斯娑
山东大学硕士学位论文第一章言拱结构的概况引拱是杆轴线为曲线,且在竖向荷载作用下会产生水平推力戳的结构。由于推力的存在,拱截面的弯矩比同跨度、等荷载的梁的弯矩要小得多,并且主要承受压力。常见的拱结构主要有实腹与空腹石拱、双曲拱、箱形拱、桁架拱、刚架拱、钢筋混凝土肋拱和钢管拱等。拱结构的优点是将梁式结构受拉弯的工作状态转变为主要受压的工作状态,从而充分发挥抗压材料的力学性能,可以跨越较大的跨度。隋朝初期所建的河北赵州桥,是我国传统石拱桥的杰出代表。近来石拱桥才有了新的突破,年建成的山西晋城晋焦高速公路丹河大桥净跨,成为世界上跨度最大的石拱桥⋯,如图所示。经验表明,按传统模式建造圬工拱式桥渡,随着跨度加大,因拱体自重将消耗拱圈材料强度的%】以上,而且在软土地基上还会产生很大的次生应力,这就成了现代拱式桥渡发展的严重障碍。为了克服这些缺点和便于施工的需要,年后我国创出并推广了轻型截面的双曲桥渡;年代末年代初,又在大中型工程中引进了拱圈截面挖空率达%而刚度和整体性都较好的箱形截面板拱结构;后来发展的箱形拱与板拱外形相似,⒄晋焦高速公路上的丹河大桥【国
山东大学硕士学位论文组成,整个结构更为轻巧美观,工程量小,受力也很明确,但其稳定性