张弦梁结构弹塑性大位移分析与关键因素研究

"这篇论文是2005年由张勇、田向阳、王元清和石永久共同发表的，主题是对采用工形截面钢拱梁的张弦梁结构进行弹塑性大位移分析。研究采用了混合有限元法，结合梁单元、杆单元和索单元对结构进行建模，并探讨了结构在多种荷载作用下的性能变化，包括自重、半跨分布荷载和风荷载。此外，还研究了撑杆数量、初始几何缺陷及材料弹塑性等因素对结构受力性能的影响。" 张弦梁结构是一种特殊的桥梁或建筑结构，通常由主梁、张拉的缆索和支撑杆件组成，能够有效分散荷载，提高结构的稳定性。在这篇论文中，研究人员对这种结构进行了详细的弹塑性分析，这意味着他们考虑了材料在加载过程中从弹性阶段过渡到塑性阶段的行为。弹塑性分析对于理解结构在极限状态下的性能至关重要，因为它可以揭示结构的破坏模式。 论文的核心内容是使用自编软件BSSAP进行的大位移分析。大位移分析考虑了结构在受到荷载时可能发生的显著变形，这对于张弦梁结构尤其重要，因为这类结构在承受荷载时往往会产生大的形变。通过追踪结构在不同荷载条件下的平衡路径，研究者能了解结构如何从正常工作状态逐步进入失效状态。 研究发现，结构的破坏模式会随着荷载类型的变化而变化，比如自重荷载、半跨分布荷载和风荷载会导致不同的受力响应。此外，撑杆的数量对结构的受力性能有显著影响，建议在结构跨中设置撑杆以优化受力状态。同时，初始几何缺陷（如制造过程中的不精确度）对张弦梁结构的极限承载力影响相对较小，这是一个重要的设计启示，意味着在一定程度上可以容忍这些缺陷，而不必过于担心它们对结构整体安全的影响。 论文还涉及了材料弹塑性的影响，这涉及到材料在达到屈服点后继续变形的能力。理解这一特性对于评估结构在长期荷载或极端情况下的行为至关重要。通过这些分析，设计人员可以更准确地预测和控制结构的性能，确保其在各种环境条件下的安全性。 关键词：张弦梁结构、弹塑性、大位移、极限承载力、破坏模态，分别指代了论文研究的主要内容和技术手段，反映了对结构性能极限的研究，以及对结构失效方式的探讨。这些关键词对于理解和应用该研究结果，特别是在桥梁工程和高层建筑领域，具有很高的价值。