探析交错桁架结构体系动力弹塑性时程分析与研究

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1、山东建筑大学硕士学位论文交错桁架结构体系动力弹塑性时程分析与研究姓名：王鹿申请学位级别：硕士专业：结构工程指导教师：柳锋20090401山东建筑大学硕士学位论文摘要交错桁架结构体系是在钢框架结构的基础上演变而来的一种可用于高层钢结构建筑的新型结构方案，由柱子、桁架层和楼板组成。柱子沿房屋周边布置，中间无柱。桁架的高度与层高相同，跨度与房屋宽度相同。桁架两端支承于外围柱上，在相邻柱子上为上、下交错布置。交错桁架结构具有经济、实用、高效等特点，这种结构体系符合现代住宅建设的发展方向。目前，对该体系进入塑性阶段

2、的抗震性能缺乏充分的认识。本文以PKPM设计软件建立了符合现行设计规范要求的数字模型，运用有限元程序SAP2000建立17个有限元分析模型，选取3条有代表性的地震波，对交错桁架结构在八度罕遇地震作用下进行动力弹塑性时程分析，探讨交错桁架结构形式、节间数、跨高比、楼板刚度、斜腹杆长细比对结构抗震性能的影响。分析表明：1．不落地式交错桁架结构底部较薄弱，最终形成柱铰破坏机制；落地式交错桁架结构最终形成梁铰破坏机制，结构侧向刚度连续均匀，受力合理；2．节间数，z≤3时，结构延性小，并形成柱铰破坏机制；节间数，z

3、≥5时，延性随节间数增大而减小，内力峰值随节间数增大而增大，桁架层形成梁铰破坏机制；因此当节间数n=5时，结构受力更合理；3．结构桁架层跨高比在4：1～8：1之间时，结构整体延性较好，内力峰值较小，受力合理，结构最终在桁架层形成梁铰破坏机制，抗震性能较好；4．考虑结构采用弹性楼板时，薄弱部位位于底层，且延性降低，但对桁架层杆件内力峰值影响较小；采用刚性楼板，薄弱部位位于结构中部；在交错桁架设计中应考虑楼板面内刚度对其抗震性能的影响；5．桁架层斜腹杆长细比取40--,70之间时，结构延性较好，内力峰值较小，

4、受力合理；结构最终形成梁铰破坏机制，抗震性能较好。通过合理的桁架层设计，可以提高结构的整体延性和耗能能力，使结构按梁铰机制破坏，有利于结构内力重分布，充分发挥抗震能力。关键词：交错桁架结构，动力弹塑性分析，抗震性能，参数分析山东建筑大学硕士学位论文DynamicalElastic—·PlasticTime--HistoricalAnalysisonStaggerTruss．steelFrameWangLu(StructuralEngineering)DirectedbyLiuFengABSTRACTThe

5、staggeredtrusssystemisanewconceptinstructuralsteelframingforhigh—risebuildings．Itconsistscolumn，staggered-trussandplateandhasnocolumninterspace．Theheightofthetrussistheheightofthefloor,thespanisthewidthofthebuilding．Thetrusseslayinterleavingandbesupported

6、bythecolumn．Thestaggeredtrusssystemofeconomic，practical，efficient，etcisinthedirectionofthemodemhousingconstruction．Now,weareshortofthecapabilityofearthquake—resistanceunderplasticmoment．Basedonresearchedresults，thisarticlereleasesamodelofstaggeredtrusssys

7、temusingdesigningstandardsofPRCwithdomesticmassivedesigningsoftwarePKPM，whichCanbeappliedonworks．BasedonthemodelbuiltwithPKPM，thearticleuses17modelswithfiniteelementsoftwareSAP2000．Itchoosesthreepiecesofrepresentativeseismicwavestocarryonthedynamicaltime·

8、·historicalanalysisanddiscussestheguidelineofearthquake-·resistanceofstaggeredtrusssystemunder8degreeinfrequentearthquake，suchasstructureshape，intersegmentalcount，ratioofspantodepth，rigidityoffloorplate，ratiooflengt