不同形式交错桁架结构性能的比选.pdf

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1、2013年第6期·103·第39卷总第176期SichuanBuildingMaterials2013年12月DOI:10.3969/j.issn.1672-4011.2013.06.046不同形式交错桁架结构性能的比选陈艳芬(西安科技大学,陕西西安　710054)摘要:利用设计软件SAP2000,分析了帕式、华伦式、混合型三种交错桁架结构在横向静力荷载作用下的位a.华伦式桁架b.帕式桁架c.混合型桁架移、挠度、弯矩、轴力和偏心距,再结合用料等综合考虑,得出结论:相同环境下,混合型交错桁架结构优于华伦式图1　桁架基本形式交错桁架结构和

2、帕式交错桁架结构。1　算例设计关键词:华伦式交错桁架;帕式交错桁架;混合型交错桁架;横向荷载本文分析的是一个15层交错桁架结构的例子。该楼层中图分类号:TU323．4文献标志码:A所用材料及杆件截面尺寸如下:楼板厚度200mmC20混凝[2]文章编号:1672-4011(2013)06-0103-02　土,楼板为刚性楼板,柱子HW400×400×13×21,桁架横向弦杆HN400×200×8×13,腹杆SSP140×8,纵向框架Theanalysisofdifferentstaggered-trussstructure梁HW400×400×13×

3、21,桁架杆件材料均为Q345钢。该CHENYanfen楼总高度45m,楼层高3000mm,开间3600mm,桁架跨(Xi′anUniversityofScienceandTechnology,Xi′an710054,度10500mm。假定三种交错桁架中:纵梁与柱刚接,弦杆China)与柱刚接,腹杆与弦杆铰接。[3]为了制作方便,应使腹杆的倾角保持在45°~60°。所Abstract:Analyzedisplacement、deflection、moment、以本文例子中,混合型交错桁架和华伦式交错桁架腹杆间距axialforceandeccen

4、tricityofPratt、VierendeelandMixedstag-均为2100mm,在帕式交错桁架中,腹杆间距为1750mm,在gered-trussstructureunderthehorizontalstaticloadbyusing顶层的3个节点处施加沿Y方向的2000kN集中力。softwareSAP2000.Thenconsideringamountofmaterials,2　比较分析ThusconcludesthatMixedstaggered-trussstructuresuperiortoPrattandWarrenst

5、aggered-trussstructureunderthesamecon-2．1　整体变形ditions.在横向力作用下,取桁架的中间榀,其整体变形如图2Keywords:VierendeelStaggered-TrussStructure;Pratt所示。Staggered-TrussStructure;MixedStaggered-TrussStructure;HorizontalLoad0　前言交错桁架结构体系是美国麻省理工学院于20世纪60年代中期开发的一种结构体系,它主要适用于住宅、旅馆、[1]办公楼等平面为矩形或者由矩形组成的高层钢

6、结构房屋。与其他钢结构相比,其整体施工周期短,柱子数量少,结构自重轻,空间布置灵活,基础成本低,竞争力强,是一种新型的钢结构。常见的交错桁架有三种形式:帕式桁架、华伦式桁架、混合型桁架(见图1)。尽管国内此结构在实际工程中的应用尚属空白,但有不少学者已经开始研究这a.华伦式交错桁架b.帕式交错桁架c.混合型交错桁架种结构体系。到目前为止,很少有人专门系统地分析比较图2　三种交错桁架中间榀的变形图三种交错桁架结构在横向静荷载作用下的各种性能特征。在横向静荷载作用下,静力先通过楼板传到相邻柱列所以本文在国内外已有研究的基础上,主要从顶点位移、的桁架,

7、再通过下层楼板传递到再下一层的桁架,直至底部分杆件最大挠度、立柱弯矩、轴力等方面分析比较不同部基础。结构的整体变形分为弯曲型和剪切型。由图2可形式的交错桁架性能。给设计人员在选择交错桁架类型的知,从整体上看,华伦式交错桁架结构的变形属于剪切型,时候提供一些建议。帕式交错桁架结构和混合型交错桁架结构的变形近似于弯曲型。作者简介:陈艳芬(1988-),女,云南曲靖人,在读硕士研究生,主要研究方向:结构工程。·104·2013年第6期2013年12月SichuanBuildingMaterials第39卷总第176期[4]2．2　顶点处的位

8、移(Y方向)设计。顶点处的位移(Y方向)见表1。不考虑层间位移角限2．5　立柱轴力值,单从表1中的数据来看,混合型交错桁架顶点位移明考虑