低周反复荷载作用下钢结构交错桁架结构受力性能研究

作     者：龚焮 

作者单位：长安大学 

学位级别：硕士

导师姓名：周绪红

授予年度：2007年

学科分类：08[工学] 081402[工学-结构工程] 081304[工学-建筑技术科学] 0813[工学-建筑学] 0814[工学-土木工程] 

主      题：钢结构 交错桁架体系 低周反复荷载 抗震性能 受力性能 有限元方法 

摘      要：本文在查阅大量文献的基础上,通过试验和有限元模拟分析对低周反复荷载作用下钢结构交错桁架体系的抗震及受力性能进行了研究。 对一个8层1:8缩尺比例的钢结构交错桁架模型进行试验研究,对其施加低周反复荷载,获得了该模型结构的荷载.位移滞回曲线和骨架曲线。在此基础上,分析了交错桁架结构的屈服荷载、变形恢复能力、延性、刚度与强度退化规律、耗能性能等,并提出了该模型结构的恢复力模型。结果表明,合理设计的钢结构交错桁架体系具有较好的抗震性能。 此外,在试验的基础上,利用通用有限元程序ANSYS对试验模型进行模拟分析,得出了理论分析结果。将其与试验结果进行了对比分析,两者结果吻合较好。说明,一方面试验结果验证了有限元建模方法的正确可行性,另一方面,严谨的有限元分析反过来也检验了试验结果的客观正确性。此外,在正确的有限元分析模型基础上,建立了一系列交错桁架模型,并对交错桁架结构体系进行变参数分析。得到了在不同桁架形式及其布置形态、结构高度、空腹节间距、高宽比以及跨高比下的极限承载力、极限变形能力、延性等。分析了各种情况下结构的耗能能力,并给出了相应的抗震性能评价及设计建议。结果表明:落地混合式桁架布置形态较有利于在抗震地区采用;随着高度增加,空腹节间距增大,高宽比增大和跨高比减小,交错桁架结构的抗震性能有所降低。