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土木工程学报 2009年第11期42卷 55-63页

作者：冉红东苏明周胡天兵申林西安建筑科技大学陕西西安710055 中国建筑标准设计研究院北京100044

通过1个5层混合式钢交错桁架结构1/3缩尺模型试验,研究该结构体系在循环荷载作用下的抗震性能和破坏机理。从滞回性能、刚度退化、结构延性、吸能能力及破坏模式等方面评价该结构体系的抗震性能。试验及分析结果表明,该结构体系具有承... 详细信息

通过1个5层混合式钢交错桁架结构1/3缩尺模型试验,研究该结构体系在循环荷载作用下的抗震性能和破坏机理。从滞回性能、刚度退化、结构延性、吸能能力及破坏模式等方面评价该结构体系的抗震性能。试验及分析结果表明,该结构体系具有承载能力高、侧向刚度大等优点,但其延性、变形能力和耗能能力较差,且侧向刚度沿结构高度方向分布不均匀。应力测试结果表明,该结构体系塑性铰开始形成于底部2层桁架,然后向上层桁架发展,直至试件形成机构破坏,柱中未形成塑性铰,地震能量主要通过桁架构件耗散,其破坏属于梁铰机制。

关键词：混合式交错桁架循环荷载抗震性能破坏机理

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交错桁架结构体系中节点的受力性能研究

交错桁架结构体系中节点的受力性能研究

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作者：刘文西安科技大学

学位级别：硕士

交错桁架是一种适用于旅馆和住宅等多高层建筑的钢结构体系。目前,国内外学者对这种体系进行了一系列的理论分析,在国外也有了不少工程实践,但研究大多集中在其整体性能上,而对其内部杆件、节点板等结构构件的研究较少。本文从交错桁架... 详细信息

交错桁架是一种适用于旅馆和住宅等多高层建筑的钢结构体系。目前,国内外学者对这种体系进行了一系列的理论分析,在国外也有了不少工程实践,但研究大多集中在其整体性能上,而对其内部杆件、节点板等结构构件的研究较少。本文从交错桁架结构的整体受力性能出发,系统深入地研究交错桁架中节点的受力性能,以求进一步完善这种新型结构体系的节点形式,对交错桁架体系的设计工作以及今后的发展具有十分重要的现实意义。本文考虑材料非线性和几何非线性,用有限元法对交错桁架体系中节点的受力性能进行了系统研究,真实地模拟了在各种情况下的受力状态。通过对3个系列18个节点的计算与分析,主要研究了交错桁架体系中节点在整体结构受单调荷载及循环荷载作用时的受力性能、应力分布,以及荷载形式、荷载大小、节点板沿腹杆方向的自由长度、中部节间距等参数对节点受力性能的影响。得到的主要结论有:交错桁架体系中的薄弱位置为中榀的中部无斜腹杆节间,设计时应注意验算中部节间下弦节点板的强度和稳定性;混合式交错桁架结构中的竖腹杆应按压弯构件计算,斜腹杆应按偏心受力构件计算;循环荷载作用下,交错桁架节点板在试件破坏时的应力比单调荷载大,节点板对交错桁架的抗震性能有一定的影响;混合式交错桁架的节点板在三杆件距离较近处有明显的应力集中现象,在设计中可通过增大斜腹杆角度,增大腹杆到弦杆的距离对其进行改善;增大节点板沿腹杆轴线方向的自由长度可改善节点板上的应力集中现象,但节点板的自由长度应根据节点板的厚度进行严格的控制,以防受压时发生失稳破坏;减小混合式交错桁架中部无斜腹杆节间的节间距可提高结构承载能力。本文所建立的有限元模型考虑问题较为全面,精度较高,能够真实地模拟交错桁架体系的受力性能。本文系统地分析了交`错桁架节点的受力性能,成果对于指导工程设计具有一定的参考价值,为交错桁架结构的进一步研究打下了良好的基础。

关键词：混合式交错桁架非线性有限元节点板应力集中稳定性

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交错桁架在循环荷载作用下的受力性能研究

交错桁架在循环荷载作用下的受力性能研究

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作者：王海飞西安科技大学

学位级别：硕士

交错桁架是一种适用于旅馆和住宅等多高层建筑的钢结构体系。目前,国内外学者对这种体系进行了一系列的理论分析,在国外也有了不少工程实践,但研究大多集中在其整体性能上,而对其内部腹杆等结构构件的研究较少。本文从交错桁架结构的整... 详细信息

交错桁架是一种适用于旅馆和住宅等多高层建筑的钢结构体系。目前,国内外学者对这种体系进行了一系列的理论分析,在国外也有了不少工程实践,但研究大多集中在其整体性能上,而对其内部腹杆等结构构件的研究较少。本文从交错桁架结构的整体受力性能出发,系统深入地研究交错桁架中腹杆的受力性能,以求进一步认识交错桁架体系中腹杆的受力性能并提出设计建议,具有重要的理论和工程意义。本文考虑材料非线性和几何非线性,用有限元方法对交错桁架体系在单调荷载及循环荷载作用下的承载力、刚度、滞回性能、应力分布、耗能性能及腹杆的受力等进行了系统研究。得到的主要结论有:交错桁架在单调荷载作用下,腹杆两端与节点板相连接的区域首先进入弹塑性状态并进一步发展成为塑性铰,腹杆端部区域应力较中部区域大很多,并且在腹杆端部区域有明显的应力集中现象;交错桁架体系在循环荷载作用下,滞回曲线呈纺锤型,饱满稳定,具有良好的耗能性能;交错桁架中的薄弱位置为边榀的中部无斜腹杆节间,且腹杆两端应力集中现象明显,设计时应注意验算腹杆的强度和稳定性;混合式交错桁架结构中的腹杆受力与普通桁架中的杆件不同,其腹杆不是单纯的轴向受力构件,竖腹杆应按压弯构件验算其强度和稳定性,斜腹杆应按偏心受力构件验算其强度;减小混合式交错桁架中部无斜腹杆节间的节间距可提高结构承载能力。本文较系统地分析了交错桁架体系在单调及循环荷载作用下的受力性能,研究工作和得到的结论对指导工程设计具有一定的参考价值,为交错桁架的进一步研究奠定了良好的基础。

关键词：混合式交错桁架非线性有限元腹杆应力集中稳定性

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