交错桁架结构体系的静力非线性分析.pdf

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1、52低温建筑技术2010年第3期(总第141期)交错桁架结构体系的静力非线性分析燕兰，武建东(1．呼和浩特职业学院建筑工程分院。呼和浩特010051；2．呼和浩特景凯房地产开发有限责任公司。呼和浩特010010)【摘要】提出了一种新的改进型交错桁架，并采用Ⅲ’ABs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。【关键词】交错桁架；静力弹塑性分析；抗震性能【中图分类号】TU393【文献标识码】B【文章编号】1001—6864[2010)03—0052—03N

2、ONLINEARSTATICANALYSISOFTHESTAGGE]REDTRUSSSYSTEMYANLan．WUJian—dong(1．HohhotVocationCollege，Hohhot010051，China；2．HohhotJingk~RealEstateDevelopmentCo．，Ltd，Hohhot010010，China)Abstract：Thispaperbroughtupanimprovedstaggeredtrusssystem，andanalyzedthetraditiona

3、landimprovedstaggeredtrusssystembyuseoffiniteelementprocedureETABS．Furthermore，itsanti—seismicper—formaneewasaIIandevaluated．Keywords：staggeredtrusssystem；nonlinearstaticanalysis；anti—seismicperformance交错桁架结构体系是20世纪60年代中期，美国采用的计算模型总高度36m，层高3m，12层，房屋麻省理工学

4、院研究开发的一种结构体系n】。该体系宽度21m，纵向柱距6．6m，房屋总长度52．8m，楼板厚桁架高度与层高相同，两端支承于外围柱上，在建筑160mm，混凝土强度等级C30，各杆件的截面见表1。物横向的每条柱轴线上，隔一层设置一榀，而在相邻楼面附加恒荷载取1．SkN／m2，活荷载按3．0~／m2。轴线上则是交替布置。和其它结构相比，这种体系具表1各杆件的截面特征有抗侧刚度大、自重轻、造价低、建筑布置灵活等优点。构件类型规格1静力非线性分析方法立柱HW40O×400x20×35静力非线性分析方法也称Pus

5、h—over分析法，是弦杆HW300×300×15×15基于性能评估现有结构和设计新结构的一种方法，其腹杆HW400×400×15×15分析结果比目前的承载力设计更接近实际。该分析纵向联系梁HW35O×350×12×l9方法一般采用下列计算过程：(1)结构离散化【。模型A采用Pratt式混合交错桁架。模型B即改(2)施加侧向荷载，使其增加到最薄弱的构件达进型交错桁架体系，结构的横向桁架也采用Pratt式混到刚度发生明显变化的程度(构件达到屈服荷载)。合交错桁架，但在纵向设置十字交叉形支撑，支撑截(3)不

6、断重复步骤(2)，使更多的构件达到屈服，面选用同斜腹杆相同的尺寸，如图I所示。直到结构性能达到不可接受的水平，或者顶点位移超2。2计算结果分析过设计地震下控制点处的最大位移。考虑抗震设防烈度为8度，二类场地土，通过静力(4)绘出各个加载阶段的控制点位移与底部剪非线性分析得出各方案交错桁架体系在罕遇地震作力的关系曲线，以反映结构的非线性反应。用下的推覆曲线(见图2、图3)。显然，方案A和B的(5)通过检验结构承载力曲线上对应于层剪力承载力接近，但当在纵向设置十字交叉形支撑后，改的位移角，对结构抗震能力进行

7、评估，从而确定其是进型交错桁架的纵向刚度明显加强，其纵向承载力显否符合规范规定的要求。著提高，且在罕遇地震作用下的变形远小于方案A。2计算实例ETABS中塑性铰的设置是基于ATC一40和FEMA2．1结构计算模型一273标准【，引，由图4和图5可以看出，方案A和方案燕兰等：交错桁架结构体系的静力非线性分析53困1／亚"iP苴(a)Pran式混合交错桁架结构(b)模型腊构纵向示意图(c】模型B结构纵向示意图图1十~Prat试混合交错桁架及改进型交错桁架模型示意图B的塑性铰发展规律类似，塑性铰发展趋势是由下

8、而到弹塑性状态，因此在实际工程中要对交错桁架的纵上，由中问向两边发展，塑性铰的分布主要集中在中向予以加强。间空腹节间的上下弦杆上，并且集中分布于下部楼2．3两种交错桁架体系抗震能力评估层，这一点与文献J不同。而其余杆件直至结构出现在地震作用下，结构的层间位移角越小，房屋的破坏时仍处于弹性状态。因此，交错桁架体系具有良震害越轻。通过图6可以看出，两种方案的底层层间好的抗震性能，并且有层次分明的抗震防线感。位移角最大，两方案的最大层问位移角均满