初始缺陷圆弧拱面内非线性失稳实验研究

作     者：尹宸哲 禹奇才 刘爱荣 卢汉文 张骏峰 YIN Chenzhe;YU Qicai;LIU Airong;LU Hanwen;ZHANG Junfeng

作者机构：广州大学-淡江大学工程结构灾害与控制联合研究中心广东广州510006 

出 版 物：《中山大学学报（自然科学版）》 (Acta Scientiarum Naturalium Universitatis Sunyatseni)

年 卷 期：2018年第57卷第2期

页      面：87-93页

核心收录：

学科分类：08[工学] 081304[工学-建筑技术科学] 0813[工学-建筑学] 

基　　金：国家自然科学基金(51378133) 广东省科技计划项目(2016B050501004) 羊城学者首席科学家项目(1201541551) 

主　　题：圆弧拱 缺陷 面内失稳 非线性 集中力 

摘      要：针对几何缺陷圆弧拱的面内非线性弹性失稳,利用自行设计的位移加载装置进行了实验研究,实时测量了圆弧拱在加载全过程的力-位移曲线,并跟踪了圆弧拱的实时变形情况和失稳模态,获得了圆弧拱的失稳平衡路径、缺陷圆弧拱的失稳上极值点和下极值点。将实验结果与理想状态拱的有限元数值计算结果进行了比较,揭示了圆弧拱矢跨比、初始几何缺陷对拱失稳极值点和失稳模态的影响。研究表明:1)初始几何缺陷影响了拱的荷载位移曲线,使得上极值点和下极值点偏离了理想曲线;2)初始几何缺陷使得圆弧拱在不稳定平衡路径中呈现出反对称变形趋势;3)随着矢跨比的增加,圆弧拱的前屈曲失稳临界荷载逐渐增大,结构的承载能力随之提高;4)初始几何缺陷对拱的前屈曲失稳模态的影响较后屈曲失稳模态大。