矩形截面空腹桁架拱平面外稳定性研究

摘要

研究了矩形截面空腹桁架拱的平面外稳定性能:计算了矩形桁架截面的平面外剪切刚度和自由扭转刚度,介绍了均匀受压空腹桁架拱的平面外弹性屈曲荷载;通过引入正则化长细比建立了均匀受压拱的整体弹塑性稳定设计方法;分析了空腹桁架拱在压弯荷载作用下的整体弹塑性破坏机理,基于理论和有限元计算结果,提出全跨均布竖向荷载和半跨均布竖向荷载作用下空腹桁架拱的稳定承载力设计公式。研究表明:可以直接采用GB 50017—2017中的a类柱子曲线计算均匀受压空腹桁架拱的平面外稳定承载力;空腹桁架拱在均匀压力和压弯作用下的整体破坏模式相似,均表现为1/4或3/4跨处的弦杆先屈服;提出的压弯空腹桁架拱平面外整体弹塑性稳定设计公式与有限元结果具有良好的一致性。