水平荷载作用下交错桁架结构的内力和侧移计算

本文通过对交错桁架结构在水平荷载作用下受力特点的分析,把结构中的楼板等效于与横向框架铰接的刚性链杆,建立了构件内力、层间侧移和楼层侧移计算的平面协同分析模型。通过对结构中柱子和竖向腹杆的受力分析,给出了交错桁架结构中柱子和竖向腹杆侧移刚度的力学计算模型和计算公式。根据水平荷载作用下桁架中远离空腹节间的弦杆弯矩较小的特点,假定桁架弦杆只在空腹节间和与其相邻的节间存在弯矩,给出了桁架侧移刚度的力学计算模型和计算公式。在楼板刚度无穷大假定的基础上,运用同一楼层水平侧移相等这一条件,提出了考虑柱子轴向变形影响的刚性链杆中轴力、构件内力、层间侧移和楼层侧移的计算方法。实例分析结果表明,本文方法简单实用,与ANSYS分析结果接近。     

某装配式交错桁架结构经济布局分析

本文简述了交错桁架结构的特点,为了研究交错桁架的经济布局,选取某七层办公楼,依据不同的层高、不同的桁架间距进行了计算分析,得到了层高、桁架间距对于交错桁架结构经济指标的影响,初步研究分析了多层交错桁架结构经济布局下的层高和桁架间距.     

基于有限等参单元的等效平面桁架模型

针对有限元分析的复杂性,从弹性力学平面应力单元出发,结合无限小单元法和有限单元法,提出了等效平面桁架模型.基于平面应力单元和等效桁架单元在同样节点荷载下的位移等效,分析了等效后桁架杆件的初始刚度、截面面积及等效弹性模量等特征值;建立了等效平面桁架模型的单元刚度矩阵、应变矩阵和单元的轴力矩阵;给出了等效平面桁架模型的分离式模型,分析了非规'则带钢筋的四边形等参单元,建立了等参单元等效平面桁架模型的单元刚度矩阵.以某混凝土简支粱和混凝土重力坝作为研究对象,将等效桁架模型与有限元分析软件ANSYS 9.0的计算结果做比较.结果表明,等效桁架模型对平面问题的处理可以满足工程精度的要求,同时使计算模型简单化,体现了等效平面桁架模型的科学性.     

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。     

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。     

交错桁架结构二阶效应简化分析方法

基于交错桁架结构质量和刚度分布均匀的结构特点,将交错桁架结构等效为一根压弯组合杆,通过对压弯组合杆曲率与弯矩及剪力的关系分析,建立了压弯组合杆的平衡微分方程,并基于龙格-库塔法推导出了考虑二阶效应影响的侧移迭代计算公式;采用该方法对交错桁架结构算例在考虑二阶效应和不考虑二阶效应2种情况下的楼层侧移进行了分析,并与有限元软件ANSYS的计算结果进行了对比.结果表明:提出的二阶效应计算方法具有较好的精度.     

钢筋混凝土平面等效桁架模型

针对钢筋混凝土结构有限元分析模型复杂性和难以确定的断裂损伤关系,提出了一种简便的钢筋混凝土有限元模型——平面等效桁架模型。通过RC结构平面应力单元和平面等效桁架单元在同样的节点荷载作用下的位移等效,分析了桁架单元中各桁架杆件的初始等效轴向刚度、等效截面积和等效弹性模量。借鉴有限元求解模式,建立RC平面桁架单元的单元刚度矩阵、应变矩阵和轴力矩阵,进而得出RC平面等效桁架整体式模型和相应的破坏准则。最后,用可视化的VISUAL BASIC语言编制程序计算了Scordelies和Bresler试验梁,理论分析和计算结果表明,对平面应力(应变)问题。用此单元达到简化计算模型,通过一维桁架杆件的开裂或压碎方便模拟构件裂缝的发生和延伸和结构刚度的退化,并有较好的计算精度。     

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。     

基于多尺度模型的平面管桁架稳定性分析

平面管桁架在大跨度屋盖结构、幕墙结构中应用较广,由于其腹杆与弦杆相贯节点的半刚性,其平面外的稳定性难以进行准确的分析,而往往通过设置次桁架或支撑的方式予以保证,对建筑效果造成影响。以某体育馆平面管桁架结构屋盖为例,在设计过程中取消了大部分次桁架,在下弦平面外未设支撑。基于MIDAS GEN及MIDAS FEA NX建立了多尺度模型,并通过与刚接和铰接模型的对比,对结构在风吸力作用下的整体稳定性进行了分析。结果表明：节点刚度对结构平面外稳定影响显著,简单地采用刚接或者铰接假定进行稳定性分析,将导致较大的误差。多尺度计算模型可以真实地反映节点的刚度,本例钢结构屋盖在风吸力作用下的结构稳定性可以满足要求。     

混合式交错桁架体系在循环荷载下的非线性分析

对交错桁架结构抗震性能的研究很少。采用壳单元和梁单元相结合的三维非线性有限元分析模型,分析了一个混合式交错桁架结构在循环荷载作用下的性能,与试验结果比较表明,此计算模型精确、高效。对此模型进行了循环荷载下的滞回性能分析。结果表明,该结构体系具有较好的耗能能力和抗震性能。     

钢结构错列桁架体系结构分析与设计方法的探讨

钢结构错列桁架体系凭借自身的经济、高效、实用等优点,在建筑工程项目中得到了日益广泛的应用,做好钢结构错列桁架体系的结构分析和设计工作,是我国建筑技术人员需要重点关注的课题。本文主要针对钢结构错列桁架体系的结构体系与设计方法进行了分析和探究。     

交错桁架结构体系的静力非线性分析

提出了一种新的改进型交错桁架,并采用ETABS分别对传统型交错桁架和改进型交错桁架进行静力非线性分析,进而对它们的抗震性能做出了分析和评价。     

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。     

错列桁架结构体系的抗侧力特性和简化计算

通过一实例的空间分析 ,说明了错列桁架结构体系的抗侧力特性。并对根据合成法简化而得到的平面结构进行了计算。结果表明 ,错列桁架结构体系可按文中的合成法简化成有支撑的平面框架进行抗侧力分析。     

建筑中的错列桁架结构体系

错列桁架结构体系是高层建筑钢框架结构中的一种新的结构体系 ,它具有侧向刚度大、结构重量轻、造价低等优点 ,同时又能提供在两倍柱距内无柱开间 ,使室内布置呈多样化。为此介绍交错桁架结构体系的结构布置、受力特点和相关构件的设计     

交错钢桁架体系的腹杆布置及其截面形式研究

混合桁架是钢结构交错桁架体系常用的桁架形式,用于工程实践时,应采用适宜的腹杆布置形式及经济合理的截面形式。本文主要研究了以下几个方面的问题：因建筑需要而设置的空腹节间处于桁架内不同位置时,桁架杆件在竖向荷载作用下的内力变化;常用对称式混合桁架的腹杆布置形式对桁架内力及总用钢量的影响;桁架腹杆采用T型钢、矩形钢管、圆钢管、角钢时桁架的总用钢量比较。比较结果表明：空腹节间不应设置在桁架端部;常用混合桁架腹杆采用“之”形布置时用钢量最省;桁架腹杆选用T型钢和角钢较为经济合理。     

近断层大脉冲地震动对网架结构动力反应影响的研究及其简化计算模型

针对工程中常见的大跨空间网架结构在近断层大脉冲地震中的反应特点进行了较为深入的研究,得到了如下有益的结果：①为了便于工程设计中的应用,通过理论推导和数值模拟的方法,提出了一种考虑弯-剪效应的简化弹簧-质量-阻尼等效体系,该体系用以替代下部支撑结构,并和上部网架一起参与动力耦合反应|②简单阐述了近断层大脉冲地震动的特点,对同一个结构输入相同加速度幅值（0.1g）的脉冲地震动与非脉冲地震动两种地震波,分析比较了结构反应的差别,讨论了大脉冲速度谱与结构固有周期对结构反应影响的相关性|③对比分析了实际模型与简化模型在不同地震动作用下的结构反应,其结果验证了简化模型的合理性与准确性。该研究成果对从事本领域的科技人员了解大脉冲地震动对结构的影响有很好的示范效应。同时为设计人员简化计算提供了科学、简便的计算模型。     

钢结构交错桁架体系在强震作用下的破坏模式

对钢结构交错桁架体系在强震作用下的工作性能进行了研究。通过采用改进的静力弹塑性(NSP)分析方法,在对一个交错桁架体系实例的原结构方案进行修改的基础上,分析了交错桁架结构布置方案在强震作用下的破坏模式和延性要求的一般特性,得到了不同布置方案在强震作用下的破坏模式特点和各个楼层的延性要求。分析结果表明:在强震作用下交错桁架体系的塑性铰发展多集中在桁架腹杆中,柱中一般无塑性铰出现,结构刚度退化小,变形能力强,具有良好的抗震性能和延性能力。