不同构造形式的伸臂桁架性能对比分析.pdf

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1、规划设计不同构造形式的伸臂桁架性能对比分析1，2林绍明（1.广州容柏生建筑结构设计事务所，广东广州510170；2.广州容联建筑科技有限公司，广东广州510170）摘要：采用SAP2000有限元软件对九种不同构造形式的伸臂桁架模型进行非线性静力分析，优选出具有良好性能的伸臂桁架构造方案。研究结果表明，伸臂桁架采用人字形、V字形和跨层K字形构造时，其抗侧效率较高，工作性能较好。关键词：伸臂桁架；非线性静力分析；力学性能；工作效率中图分类号：TU355文献标识码：A文章编号：1674—3024（2016）14—112—02引言应的性能对比结果见表1，其中材料用量

2、仅考虑受力结构构件的用量。当框架—核心筒结构在水平荷载作用下的侧向变形过大时，常在设备层或避难层中设置加强层，提高结构的整体抗侧刚度，如上海环球金融中心等。但加强层的设置会使结构的抗侧刚度和内力产生突变，容易形成薄弱层。为此，工程中常采用“有限刚度”的伸臂桁架加强层，既能适当弥补结构整体刚度的不足，又能尽量减小结构的内力突变。鉴于斜腹杆布置方式对伸臂桁架的力学性能具有较大的影响，本文通过对不同构造形式的伸臂桁架模型进行非线性静力分析，优选出具有良好性能的伸臂桁架构造方案。1伸臂桁架不同构造方案的性能对比1.1伸臂桁架的形式统计相关工程案例，常见的加强层伸臂桁

3、架的形式如图1图3竖向荷载与竖向位移曲线（只列出其必要的受力杆件）所示：（1）单斜杆形；（2）人字形；表1不同构造方案伸臂桁架的性能对比（3）V字形；（4）三折线形；（5）两跨人字形；（6）两跨V字弹性刚度极限承载力材料用量伸臂桁架形式延性系数（kN/mm）（kN）（Ton）形；（7）单层X形；（8）跨层X形；（9）跨层K字形。单斜杆6921756.399.96人字形11539653.8313.24V字形11539253.8513.24三折线12752671.8315.58两跨人字形12958561.6717.81（1）单斜杆（2）人字形（3）V字形两跨V字

4、形12957981.6817.81单层X形14173591.7721.68跨层X形383112872.5825.86跨层K字形27050333.0411.65由图3和表1可知：（1）采用单斜杆形构造，其弹性刚度（4）三折线形（5）两跨人字形（6）两跨V和极限承载力最小，材料用量最少，延性最好；（2）采用跨层字形X形构造，其弹性刚度和极限承载力最大，材料用量最多，延性适中；（3）采用K字形构造，其弹性刚度第二大，材料用量第二少，延性较好，但极限承载力不高；（4）采用单层X形构造，其极限承载力和材料用量第二高，弹性刚度适中，延性较差；（5）采用三折线、两跨人字形

5、和两跨V字形构造，其弹性刚度、（7）单层X形（8）跨层X形（9）跨层K字形极限承载力、材料用量均适中，延性较差；（6）采用人字形和图1伸臂桁架常见形式的受力几何结构V字形构造，其弹性刚度适中，极限承载力不高，材料用量较1.2有限元分析模型少，延性较好。采用SAP2000有限元软件对从施工的角度对比可知，单层X形和跨层X形构造要求以上九种不同构造伸臂桁架进行建斜腹杆轴线处于同一立面，斜腹杆交叉连接处的施工复杂和构模分析，加载示意图如图2所示。造措施较多；其他七种构造形式，施工相对较简单。SAP2000模型中不考虑伸臂桁架的综上可知，伸臂桁架采用人字形、V字形和

6、跨层K字形构屈曲失稳，斜腹杆中部赋予轴力铰，造时，其抗侧效率较高，工作性能较好。模拟其轴向受力性能；弦杆端部赋予轴力弯矩铰，中部赋予轴力铰，图2伸臂桁架加载示2结论模拟其弯曲和轴向受力性能。意图本文采用SAP2000有限元软件对九种不同形式的伸臂桁架1.3不同构造方案的性能对比模型进行非线性静力分析研究，主要结论如下：各构造方案的竖向承载力与竖向位移曲线如图3所示，相（下转第79页）112建筑建材装饰施工技术使用，打孔以及清孔、混凝土灌注五个主要流程在整个工程的参考文献：实施中起着至关重要的作用。准确的把握好每一个步骤实施的[1]刘利军.桥梁钻孔灌注桩在施工

7、中常见问题及处理措施准确性，才能保证整个桥梁体后续的安全使用并且满足预期内[J].工程建设，2012（23）.的使用寿命。（上接第57页）参考文献：稳定性好、应用寿命长、施工简单等特征，在低等级公路中公[1]陈海勇.乡村公路水泥混凝土路面病害成因分析及防治路建设中运用普遍。应用中水泥混凝土路面会出现裂缝、表面措施探讨[J].四川建材，2009，（02）.损坏、接缝损坏、变形损坏等病害，出现这些病害的关键因素[2]胡正，熊苏斌.刍议水泥路面损坏原因及其养护修补方是材料性能不良、不严格控制施工质量与养护不及时。法[J].中国新技术新产品，2011，（02）.（上

8、接第68页）下施工，严禁夜间施工。沥青混凝土施工过程