空间桁架拱支索网结构稳定性模型试验与分析

"该资源是一篇发表在《清华大学学报(自然科学版)》2004年第44卷第6期的科研论文，由聂建国、陈必磊、肖建春和樊健生共同撰写。文章主要研究的是空间桁架拱支索网结构的稳定性，通过1:20比例的模型试验和有限元软件ANSYS的数值分析，探讨预应力索网对空间桁架拱平面外稳定性的影响。" 这篇论文涉及的主要知识点包括： 1. **空间桁架拱支索网结构**：这是一种混合结构体系，由空间桁架和支承在其上的索网组成。它结合了两种结构的优势，提供了更大的刚度和稳定性，适用于大跨度建筑。 2. **力学性能研究**：论文的目的是深入理解这种混合结构的力学特性，尤其是其在承受荷载时的行为，这对于结构设计和安全评估至关重要。 3. **模型试验**：为了研究结构的稳定性，研究人员制作了一个1:20比例的空间桁架拱支索网模型，并进行了静力加载试验。模型试验是实际结构设计前的重要步骤，可验证理论计算的准确性。 4. **预应力索网**：论文特别关注预应力索网对空间桁架拱平面外稳定性的影响。预应力索网通过施加预先确定的拉力，可以限制结构的变形，提高其稳定性。 5. **有限元软件ANSYS**：论文中使用ANSYS进行数值分析，这是一种广泛应用于工程领域的仿真工具，可以模拟复杂结构的受力状态，帮助理解和优化结构设计。 6. **平面外稳定性**：平面外稳定性是指结构在垂直于结构平面方向的稳定性，对于拱形结构尤其重要，因为它们容易在此方向上发生失稳。 7. **比较分析**：模型试验结果与理论分析的对比揭示了这种混合结构的整体受力性能优异，预应力索网有效地抑制了桁架拱的平面外变形。 8. **结论**：通过研究，作者得出结论，预应力索网显著提升了空间桁架拱的平面外稳定性，这对于实际工程应用具有重要的指导意义。 9. **科研资助**：这项研究得到了北京市科委的资助，显示了政府对这类基础科学研究的支持。 10. **文献分类和编码**：论文被归类在“土木工程”领域，分类号为TU378.6和TU317+.1，文献标识码为A，表示其为原创性科研论文。 11. **作者信息**：聂建国作为第一作者，是清华大学土木工程系的教授，其他作者分别来自清华大学和贵州工业大学土木工程系，这显示了多机构合作的科研模式。 这篇论文对空间桁架拱支索网结构的稳定性进行了深入研究，通过实验和数值模拟相结合的方法，为实际工程设计提供了宝贵的理论支持和实践经验。