预应力高强度钢拱桁架的试验，数值模拟与设计

预应力高强度钢拱桁架的试验，数值模拟与设计(中文10000字,英文PDF)
关键词：钢索管系统实验有限元建模高强度钢预应力测试桁架
摘要
本文通过实验和数值模拟研究了预应力高强钢拱桁架的结构性能。由S460热加工的方形空心截面构件制成的四个11米跨度预应力拱形桁架竖向加载至失效。三个测试的桁架通过贯穿在底部弦杆内的7根股线缆施加预应力到不同的水平，而第四个桁架不包含钢索并用作对照样品。每个桁架在与其跨度的接合位置重合的五个点处加载，并且呈现在每个加载点处记录的载荷-变形关系。结果施加了预应力的钢索延迟了下弦的屈服并增强了桁架的承载能力，最终通过顶部弦杆的平面内或平面外屈曲而破坏。对于测试的桁架，通过添加钢索实现了约40％的结构阻力增加，尽管自重仅增加了约3％。与实验程序并行，开发了有限元模型并根据测试结果进行了验证。在成功得出实验观察到的桁架结构关系后，进行参数研究以研究关键参数（例如预应力水平，材料等级和顶部弦横截面）对整体结构关系的影响。基于实验和数值结果，提供了对这种系统进行简单设计检查形式的设计建议。