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。     

钢结构交错桁架体系抗震性能的静力弹塑性分析

静力弹塑性分析方法是目前国外普遍使用的结构抗震能力的评估方法,在我国正逐步得到推广和应用。在介绍此方法的基本原理和国内外发展状况的基础上,运用有限元程序ETABS对新型结构体系——钢结构交错桁架体系进行分析,从而评估得到混合型交错桁架的抗震性能。     

交错桁架体系抗震性能

介绍了桁架式主梁的抗震性能及其在交错桁架体系中的应用     

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。     

交错桁架钢框架结构抗震性能研究现状

交错桁架钢框架结构体系具有高效、实用、经济的特点,符合建筑工业化发展的趋势,目前已经在一些国家的低烈度抗震设防区域广泛应用,众多的优点使其对中高烈度抗震设防区域也有较大的吸引力。提出相应的抗震措施及设计理论以提升其抗震性能是促进交错桁架钢框架结构体系在中高烈度抗震设防区域应用的关键。首先,介绍了交错桁架钢框架结构体系的受力特点及其工程应用情况,总结了国内外关于该体系的抗震性能分析研究成果及设计理论,介绍了专门针对交错桁架钢框架结构的规程和指南,系统总结了国内外在桁架、楼板、连接与节点性能的试验研究成果。最后对交错桁架钢框架结构体系在中高烈度抗震设防区域应用所面临的问题进行讨论,并指出需进一步开展的研究工作。     

大跨度叠层空腹桁架整体转换结构模型受力与抗震性能试验研究

以实际工程为背景,设计了两榀1/8缩尺的大跨度叠层空腹桁架转换结构模型。其中一榀模型为普通钢筋混凝土结构,另一榀模型在底部转换梁施加了预应力,并在底部转换梁及部分杆件采用了钢骨混凝土。本文介绍了两榀模型在竖向加载及拟动力水平加载下的受力性能、抗震性能和破坏机理,并就两榀转换结构模型的受力与抗震性能进行了对比分析。试验结果表明,该种转换结构不论在竖向还是水平地震作用下,其整体工作性能良好,具有足够的竖向承载力,可以实现延性破坏模式,采用部分钢骨混凝土的模型抗震性能更为优越;在底部转换梁中施加了预应力的模型,可以有效改善转换结构的刚度和抗裂性能。     

交错桁架体系的抗震性能动力分析

对交错桁架体系的抗震性能进行了分析 ,建立了单向水平地震作用下交错桁架体系协同分析的力学模型。在动力时程分析的过程中考虑了构件的剪切变形 ,并在单元水平上考虑了几何非线性。通过交错桁架体系设计实例的弹性和弹塑性时程分析 ,对这种体系的抗震性能做出了评价     

预应力简支空腹桁架弯曲性能的试验研究

本文通过对无粘结预应力空腹桁架在竖向荷载下的试验数据进行分析比较 ,讨论了桁架在竖向力作用下预应力钢筋的极限应力 ,分析了杆件尺寸、桁架高宽比、预应力钢筋数量、有效预应力等因素对桁架开裂弯矩以及极限抗弯承载力的影响     

中心支撑对交错桁架结构纵向抗震性能的影响

交错桁架结构纵向抗震性能相比其横向抗震性能很小,不利于结构的整体抗震,一个合理的结构纵向刚度与横向刚度同样重要,否则极易产生扭转而倒塌,而国内外对此研究较少.考察在相同位置布置下,支撑方式的不同对纵向的承载能力和层间位移角的影响,并对其抗震性能进行了讨论.在此分析的基础上,探讨了支撑的布置形式对交错桁架侧向刚度的影响规律,得出支撑的最优布置方案,为实际工程应用提供一定的参考价值.     

预应力简支空腹桁架弯曲性能的试验研究

本文通过对无粘结预应力空腹桁架在竖向荷载下的试验数据进行分析比较,讨论了桁架在竖向力作用下预应力钢筋的极限应力,分析了杆件尺寸、桁架高宽比、预应力钢筋数量、效预应力等因素对桁架开裂弯矩以及极限抗弯承载力的影响。     

交错桁架延性段双槽钢组合截面弦杆往复弯曲性能试验研究

为研究交错桁架钢框架结构中采用双槽钢组合截面的桁架弦杆延性区段的抗震性能,对8个双槽钢组合截面足尺试件进行往复弯曲荷载作用下的滞回性能试验。重点研究了填板间距、侧向支撑设置、加劲肋设置等因素对该类型截面构件滞回性能的影响。试验结果表明：减小填板间距可减小单肢槽钢平面外长细比,防止组合截面试件发生单肢槽钢失稳,保证双肢槽钢共同工作;塑性铰处设置侧向支撑可有效限制塑性铰区域槽钢发生平面外变形,保证试件不发生整体弯扭失稳,提高构件耗能能力;在塑性铰区域设置加劲肋可限制板件的局部屈曲,保证试件在循环加载过程中的耗能机制为“屈服耗能”,提高构件的耗能及转动能力。研究成果可为交错桁架钢框架中双槽钢组合截面桁架弦杆的工程应用提供参考。     

一级抗震预应力型钢混凝土空腹桁架转换层框架结构三道防线抗震设防设计方法

基于"强化转换层及其下部、相对弱化转换层上部"的抗震设计理念,提出了一级抗震大跨度预应力型钢混凝土(PSRC)空腹桁架转换层框架结构"三道防线抗震设防"的设计目标,明确了三道防线的具体划分方法、各防线内力调整措施初步方案以及主要抗震性能的量化控制指标.然后,以两榀不同上抬层数的8度(0.2g)一级抗震的两跨PSRC空腹...     

高层钢结构交错桁架结构的试验研究

进行了1个14层交错桁架结构1:8缩尺模型静力弹性试验。试验研究包括交错桁架结构在弹性阶段的受力机理,柱子内力状态,桁架腹杆内力分布规律,楼板应力分布情况,结构层间位移和结构扭转角。试验按竖向荷载+水平3点加载和竖向荷载+水平单点加载两种工况加载,分别考察相邻框架的协同工作性能和结构扭转性能。由于受实验室净高的限制,竖向荷载采用楼面堆载和柱中加套拉杆的方式加载。测试结果表明,柱子的内力以轴力为主,柱子可以按轴心受力构件设计;桁架各种腹杆也完全可以认为是轴心受力构件。应变测点显示出,上下两层相邻的楼板中水平剪力的传递方向是相反的,相邻两框架间水平剪力的传递是通过楼板中的带状拉力场得以实现。位移测试结果说明,交错桁架是一种侧移刚度较大,但抗扭转刚度较小的结构体系。利用开发的有限元程序对试验过程进行对比计算。有限元分析结果与试验值接近,表明本文有限元理论分析方法是正确、可靠的。最后,对楼板的极限剪力问题作了探讨。     

钢交错桁架体系平面内的柱子计算长度

将新修订的《钢结构设计规范》GB50017-2003中框架体系支撑条件的区分引入到错列桁架的稳定分析中,考虑初始缺陷的影响,提出了强、弱支撑错列桁架体系的划分标准,推导出了错列桁架体系柱子平面内计算长度公式。强支撑体系中柱子计算长度可以按照规范GB50017-2003计算;对弱支撑体系,提出了柱子计算长度的实用计算公式。     

桁架式钢骨混凝土梁-钢筋混凝土柱节点抗震性能试验研究

为研究桁架式钢骨混凝土框架梁-钢筋混凝土柱连接节点的抗震性能,制作12个考虑钢骨含量、腹杆截面面积及轴压比三个变化参数的节点试件,对其进行低周反复荷载试验。试验观察了构件破坏过程,得到了节点梁端荷载-位移滞回曲线和骨架曲线以及各阶段的应变、荷载和位移值,并分析了节点的延性、能量耗散能力、抗剪性能。试验研究表明,该节点形式具有很好的延性和耗能能力,证明在节点区及梁端配有交叉腹杆的桁架式钢骨混凝土梁与钢筋混凝土柱节点连接方法是可靠的,节点能够有效传递弯矩和剪力。在试验研究的基础上建立了恢复力模型,模型和试验能够较好地吻合。研究成果可为工程实践提供参考。     

Experimental study of the mechanical behavior of steel staggered truss system under pool fire conditions

Experimental research has been conducted to study the mechanical behavior and failure mode of a 6-storey steel staggered truss system (SSTS) model made in 1/8 scale without fire-proof coating exposed to pool fire. The data of temperature distribution, displacements and strains of typical members were obtained. The results indicate that with the increase in temperature, local buckling appeared primarily on vertical web members of the Vierendeel panel of the truss directly exposed to fire, which contributed to the destruction of the original balance of the internal force. Afterwards, several joints of the truss exposed to fire, which connected diagonal web members with chords, were fractured. Catastrophic destruction of the truss exposed to fire was then observed. It can be inferred that the destruction of the truss exposed to fire may lead to the collapse of the two storeys supported by the truss, which would present a huge threat to the whole structure for the potential progressive collapse might be aroused.     

钢筋混凝土错列剪力墙结构抗震性能的试验研究(Ⅲ)

在试验研究和理论分析的基础上,系统地提出钢筋混凝土错列剪力墙结构的设计建议和构造要求,包括错列剪力墙结构的最大适用高度、结构布置、内力计算方法以及构造要求等,可供同类工程设计时参考.     

钢结构交错桁架多层公寓的设计

结合一个7层公寓结构方案的初步设计，对比分析了钢结构交错桁架、交错桁架一支撑体系、交错桁架一剪力墙和钢管混凝土交错桁架的抗震性能，以及在满足设计规范前提下的各个结构方案的用钢量。对比设计结果显示，钢管混凝土交错桁架体系可以节省结构用钢量，用钢量为钢结构交错桁架方案的80％。