低周反复荷载作用下交错桁架钢结构抗震性能试验研究与分析

进行了1∶8缩尺比例钢结构交错桁架的低周反复荷载试验,深入研究了钢结构交错桁架结构的屈服荷载、最大荷载、极限荷载、滞回曲线、骨架曲线及位移延性和耗能能力等抗震性能。通过建立考虑材料非线性和几何非线性影响的有限元模型对试验模型进行模拟分析,规律方面基本吻合。采用有限元方法分析了不同结构高度、桁架形式、底层桁架落地布置、结构空腹节间距、结构高宽比以及桁架跨高比对钢结构交错桁架结构抗震性能的影响。研究表明:桁架落地混合式交错桁架结构的位移延性系数和能量耗散系数比桁架不落地式的分别高9%和17%;随着结构高度增大,空腹节间距增大、高宽比增大和跨高比的减小,钢结构交错桁架结构的抗震性能均有所降低。最后给出了交错桁架结构相应参数的合理取值范围和设计建议,可供工程设计参考。     

交错桁架结构住宅交通空间体系设计研究

针对交错桁架结构在住宅中的应用,运用典例案例梳理、关键要素对比、设计应用推演等方法,探究住宅交通空间在参与桁架交错的情况下,既满足交错桁架的结构特征又满足住宅空间需求的典型交通体系类型。首先,简要分析交通空间是否参与桁架交错对结构和建筑空间产生的影响,确定交通空间参与交错的研究基础,并梳理研究的前置条件;其次,基于交通体系的设计原则与标准,梳理其典型空间组合形式;最后,根据前置条件,筛选出与交错桁架结构住宅适配的交通体系形式,将诸结果分析比较并优化,得出优选类型,进行试设计。最终得出2类7种典型交通空间类型与4种优选类型,满足前置条件,使得交通空间设计的标准化成为可能,并为交错桁架结构在住宅中的应用奠定基础。     

交错桁架中弦杆与腹杆连接节点板的设计与验算

国内交错桁架体系尚处于研究阶段,为了促进这一新型体系在我国的工程应用,对交错桁架腹杆与弦杆连接节点处板件的计算与构造进行研究和分析,比较交错桁架体系中的桁架构造与普通桁架中的节点构造的差异,对该体系的推广和设计有一定的参考价值。     

基于MPA法的交错桁架抗震性能影响因素分析

交错桁架在多遇地震下表现出非常良好的抗震性能。本文基于MPA方法,对交错桁架在罕遇地震下的抗震性能进行初步探讨。通过建立有限元平面模型,分析不同结构高度结构高宽比、桁架形式、桁架跨高比、空腹节间距、底层桁架布置以及底层支撑形式对交错桁架在罕遇地震下抗震性能的影响。对比发现:随着结构高宽比和空腹节间距的减小,以及结构高度减小和平面桁架的落地,交错桁架在罕遇地震下的抗震性能均有不同程度的提高。     

交错桁架钢结构体系建筑的空间创新设计研究

突破了一般性的空间组织方式,该研究分析交错桁架结构的多种空间基本型和拓展型,探讨建筑设计使用该结构形式的灵活性和创新性;研究中将交错桁架的结构形式与建筑形式良好结合,研发激烈市场竞争下的新住宅产品,以满足新时期对居住改进的需要.结合建筑设计的整体环节及建造实施问题,提出完善结构设计方法;以及交错桁架体系建筑的一体化建造技术等关键问题.研究提出适应建筑空间模数的墙板部品、特殊楼板部品、以"微管廊"为代表的设备集成化系统;形成装配式交错桁架钢结构体系建筑产业化成套技术,并开展工程示范应用,探讨解决设计、加工、装配一体化的创新应用.     

交错桁架钢结构体系建筑的空间创新设计研究

突破了一般性的空间组织方式,该研究分析交错桁架结构的多种空间基本型和拓展型,探讨建筑设计使用该结构形式的灵活性和创新性;研究中将交错桁架的结构形式与建筑形式良好结合,研发激烈市场竞争下的新住宅产品,以满足新时期对居住改进的需要.结合建筑设计的整体环节及建造实施问题,提出完善结构设计方法;以及交错桁架体系建筑的一体化建造技术等关键问题.研究提出适应建筑空间模数的墙板部品、特殊楼板部品、以"微管廊"为代表的设备集成化系统;形成装配式交错桁架钢结构体系建筑产业化成套技术,并开展工程示范应用,探讨解决设计、加工、装配一体化的创新应用.     

钢结构交错桁架缩尺模型的pushover分析比较

采用MIDAS／Gen对两个五层1：3缩尺模型进行了静力弹塑性分析（pushover分析）,得到了改进型交错桁架（与一般形式的交错桁架相比）结构体系的极限承载力较大,结构体系的薄弱层由底层向第二层转移,结构的整体刚度分布趋于合理,为交错桁架的研究提供了参考。     

交错桁架结构体系的若干构造设计问题

交错桁架结构体系因其施工方便、造价低廉而在国外的多层建筑中得到了广泛应用。给出了交错桁架结构体系构造特点和主要连接构造的详细说明,对这种结构体系在我国的推广和应用有一定的参考意义。     

复合材料-金属组合桁架桥的设计计算现状与问题探讨

桁架是杆系结构中较为合理的结构形式之一,将拉压性能表现卓越的纤维增强复合材料(FRP)拉挤型材应用于桁架桥能够实现对材料的充分利用。本文简要介绍了国内外FRP桁架桥建设现状,重点介绍了一种新型轻量化应急桥,该桥采用FRP-金属组合桁架的结构形式,基于一种被称为预紧力齿连接的新型连接技术。工程表明,桁架是适合FRP拉挤型材建造桥梁的结构体系,预紧力齿连接技术可以充分利用复合材料的性能,得到较高的连接效率;最后综合国内外的研究现状,针对目前复合材料桁架桥设计中可靠度方面存在的不清晰、不安全、不便于计算等问题给出建议。     

装配式交错桁架钢结构体系的设计与应用

交错桁架结构具有大跨度、大空间、刚度大、经济性好等特点,是一种新型的装配式钢结构体系。以宁夏某装配式建筑基地项目为例,着重阐述了交错桁架结构中桁架布置、叠合楼板设计。通过YJK和ETABS 2种通用有限元分析软件,对该工程进行了弹性反应谱法分析及静力弹塑性分析,探究了交错桁架结构塑性发展机制。研究表明,交错桁架结构具有良好的抗震性能,是一种值得推广应用的装配式结构体系。     

交错桁架体系房屋结构设计

对交错桁架体系在竖向荷载、地震和风荷载作用下的受力原理和计算方法进行了分析和研究 ,并给出了这种体系在结构设计方面的一些建议     

水平地震作用下交错桁架结构体系的简化计算

对交错桁架结构体系的受力特点、侧移和变形进行了分析,指出了用底部剪力法简化计算交错桁架结构体系的水平地震作用时应注意的几个问题,并对其简化计算过程进行了分析。     

高强超薄壁冷弯型钢低层住宅抗震设计方法

结合国内外已完成的冷弯薄壁型钢龙骨式复合墙体静力和动力试验研究成果,提出了冷弯薄壁型钢复合墙体的骨架曲线和恢复力模型。基于已经完成的屈服强度550 MPa高强超薄壁冷弯型钢足尺结构模型振动台试验,对结构在多遇和罕遇地震作用下的抗震分析方法进行了对比。结果表明：多遇地震作用下结构的弹性分析可采用底部剪力法、反应谱法和弹性时程分析法;罕遇地震作用下结构分析可采用静力非线性（推覆）分析和非线性时程分析法。依据GB 50011-2010《建筑抗震设计规范》的基本规定,提出了低层冷弯薄壁型钢龙骨体系结构的抗震设计实用方法建议。     

高温作用下钢交错桁架结构侧移简化模型

结合钢交错桁架结构的特点,提出了其在火灾高温作用下的三折线简化模型,并对高温作用下结构的侧移变化特征和高温引起的附加倾覆力矩进行了分析,给出了相应的理论表达式;结合有限元法,通过具体算例对该模型进行了验证。结果表明:侧移简化模型能较好地描述钢交错桁架结构在水平荷载和高温作用下的侧向变形情况;结构侧移和附加倾覆力矩计算方法简便可行,并具有较好的精度。     

Design of steel sheathed cold-formed steel framed shear walls

A method for the design of steel sheathed cold-formed steel framed shear walls has been developed for inclusion in the American Iron and Steel Institute's North American standards for lateral design using a comprehensive database of single-storey shear wall tests carried out in Canada and in the United States. The wall configurations differed in terms of wall aspect ratio, framing and sheathing thickness, screw fastener schedule and framing reinforcement. The Equivalent Energy Elastic–Plastic (EEEP) analysis approach was used to derive key design information from the test data, including: nominal shear resistance, a resistance factor, an over-strength factor for capacity based seismic design and ‘test-based’ seismic force modification factors for ductility and over-strength.     

低周反复荷载作用下交错桁架体系的抗震性能试验和数值分析

对一个8层钢桁架系统的1∶8缩尺模型在低周反复荷载作用下的性能进行试验研究。试验中,对滞回曲线、骨架曲线和其他相关的变形进行了检测。同时对系统抗震性能,如屈服荷载、变形、延性、耗能、强度和刚度退化等进行了分析。然而,由于钢桁架体系参数的多样性和试验模型的某些特性,本次试验研究并不十分全面。因此,采用AN-SYS软件对模型进行了有限元分析。该有限元模型中考虑了材料和几何非线性,并通过与试验结果对比,证实了其有效性。随后,运用该有限元模型研究了结构参数,如结构高度、高宽比、桁架类型、底层桁架的布置、桁架跨高比和腹板的开口长度的变化,以及它们对于体系抗震性能的影响。基于试验及有限元分析结果,对桁架体系的抗震设计提出了一些建议。     

边框框架对板柱剪力墙结构的影响研究

板柱-剪力墙结构属抗震性能相对不利的结构体系。我国现行的抗震设计规范要求板柱-剪力墙结构周边应设置有梁框架。结合中关村环保科技园J03科技厂房工程,对高烈度地区的带边框的板柱-剪力墙结构进行分析,适当加强边框框架侧向刚度后可以有效的提高结构的抗震性能,有效降低抗震墙承担的地震水平作用,减小楼层层间位移角。边框框架会引起重力荷载下局部应力的重分布,设计中应予以重视。     

基于能量抗震设计方法研究及其在钢支撑框架结构中的应用

介绍了作者近年来关于基于能量抗震设计方法的研究工作。首先,说明了基于能量抗震设计与传统抗震设计方法的关系,指出合理的结构损伤耗能机制控制是实现基于能量抗震设计前提,并据此提出了基于能量抗震设计的框架。随后,介绍了基于能量抗震设计用能量谱,包括单自由度（SDOF）体系总输入能量E _I谱、SDOF体系累积滞回耗能比E_H/E_I谱以及多自由度（MDOF）体系E _I,_MDOF谱与SDOF体系E _I谱的关系,并基于这些谱关系给出了MDOF体系的总累积滞回耗能E_H的确定方法。在此基础上,基于静力弹塑性分析方法给出了结构预期损伤部位累积滞回耗能E_H需求的确定方法,据此结合构件的承载力和变形需求,进行构件层次的基于能量抗震设计。最后,针对某钢支撑框架结构,介绍了所建议的基于能量抗震设计方法的应用。     

钢梁-钢筋混凝土柱组合结构研究的进展

近年来,在组合结构中出现一种新型的结构形式,即由钢筋混凝土柱和钢梁(RCS)组成的框架结构。本文较为系统地阐述国际上RCS组合结构抗震性能的研究情况。主要包括RCS梁柱节点的试验研究、RCS组合框架的试验研究和有限元分析、RCS组合结构的抗震设计及性能分析,以及美日“设计指南”的完善与发展。最后指出RCS结构研究存在的问题和今后的研究趋势。     

Effect of gusset connection configurations on frame–gusset interaction in steel buckling‐restrained braced frame

Although buckling restrained braces (BRBs) are commonly applied in seismic buildings to mitigate structural damage, their performance was often limited by rupture of the corner gusset connections due to additional frame action. This issue may be resolved by alternative gusset connections to mitigate the frame–gusset interaction. In this study, commonly used procedures for design of the traditional gusset connection are reviewed, followed by a case study on the effect of frame action on the structural behavior of these gusset connections in steel frames with BRBs. Inspired by these analysis, two different strategies, aiming at releasing frame–gusset shear interaction using sliding gusset connection or reducing normal interaction using dual gusset plates, are tried to mitigate the frame action effects. Finite element analysis is conducted on steel frame subassemblages with/without BRBs to examine the effect of different gusset connections on the structural behavior of these framing systems. It shows that the sliding gusset connection shows beneficial effect in reducing the frame action, having much smaller stress responses on the gusset interfaces, as well as smaller shear force and plastic responses on the framing system. Thus, it becomes a promising gusset connection for improved seismic performance of the steel framing system with brace‐type dampers.