改進型混合式交錯桁架鋼結構體系抗震性能及破壞機理研究.pdf

1、混合式交錯桁架結構體系有較高的抗側剛度和承載能力,因而具有良好的經(jīng)濟性能,同時在建筑布置上靈活多樣,因而在結構工程領域得到廣泛關注。但已有研究表明這種結構體系底部剛度較弱,易形成薄弱層而不利于抗震,鑒于此,本文提出增強底層剛度的改進型混合式交錯桁架結構體系,并對其抗震性能和破壞機理進行研究。研究內容包括:
　　(1)試驗研究。依據(jù)現(xiàn)有規(guī)范,設計了1:3比例改進型混合式交錯桁架鋼結構試件,進行了低周往復加載試驗,得到了結構頂層側移與

2、基底剪力之間的滯回曲線和骨架曲線,研究了循環(huán)荷載下結構的抗側剛度、承載能力、耗能能力、延性變形、承載力與剛度退化能力以及結構的破壞機制。試驗結果表明,結構的整體滯回曲線呈飽滿的“梭形”,耗能能力較好,具有良好的變形能力、較高的抗側剛度和水平極限承載力。桁架斜腹桿的破壞大幅度降低了結構體系的抗側剛度,使得交錯桁架的承載力發(fā)生突降,需要對斜腹桿的非彈性變形能力進行嚴格要求。改進型交錯桁架結構的薄弱層發(fā)生在結構中部,改善了傳統(tǒng)交錯桁架結構底部

3、抗側剛度不足的弱點,達到了改進的目的。
　　(2)改進型結構形式整體性能參數(shù)分析。首先建立了改進型交錯桁架的試件的有限元模型,對比分析了數(shù)值模擬結果與試驗結果的破壞模式、承載力、剛度退化規(guī)律以及整體變形規(guī)律,驗證了有限元模型的有效性;然后進行了改進型結構體系系統(tǒng)的參數(shù)分析。主要考慮了桁架跨度、桁架高度、桁架中間節(jié)間尺寸、桁架節(jié)間數(shù)等5個參數(shù)對改進型結構形式抗震性能的影響規(guī)律。
　　(3)基于試驗和有限元分析結果,提出了改進型