钢结构交错桁架体系的抗震延性性能分析-结构工程专业论文.docxVIP

摘 要 钢结构交错桁架体系I：h于其经济性和建筑布罱的灵活性等优点得到 了J。泛的重视，要让工程技术人员熟悉和了解它，需要在设计方法、构 造细节以及抗震减灾理论等方面进行大量的工作。 本文作为国家自然科学基金资助项日(批准号5007802)中子课题 研究的一一部分内容，主要对于钢结构交错桁架体系在强震下的基本破坏 模式和体系整体抗震延性性能进行分析和评估。在本文中，主要创新工 作有以下一些： 1)为了保证结构弹塑性分析的有效性，在单元层次上，推导出了可 以有效考虑构件二阶效应的空问薄壁梁单元的几何非线性刚度矩阵，极 大提高了几何非线性分析的计算效率；推导出了考虑构件塑性强化的采 用双曲面模型的空间薄壁梁单元的塑性刚度矩阵，确保了弹塑性分析的 准确性和可靠性。 2)通过二个没计算例，利用静力弹塑性分析方法和弹塑性时程分析 方法，对在强震作用下，钢结构交错桁架体系的可能破坏模式进行了分 析和评价。指出分析所得的塑性铰分布图中，塑性铰大量分稚在桁架腹 卡I：和中问空腹节问弦杆处，而柱中塑性铰发展则很少，这样的破坏模式 符台次要构件破坏，而主要受力构件基本不破坏的抗震设计思想。 3)通过钢结构交错桁架体系与钢框架、钢框架一支撑和钢框架一砼 剪力墒体系在强震下的弹塑性时程曲线和理论分析得到的位移滞回曲线 的比较，指山空腹交错桁架体系的位移延性性能基本与钢框架体系相当， 而混合交错桁架体系的位移延性性能则稍差，基本与钢框架一砼剪力墙 体系相当。 4)通过不同桁架形式对整体延性的影响作用的分析比较，指出采用 本文中给}{{的SCT桁架形式呵以在保持抗侧刚度基本不削弱的情况下， 较好改善混合交错桁架体系的熬体延性性能。 5)通过桁架采用不同连接计算模型的比较，指出在钢结构交错桁架 的制作巾，无论是混合桁架体系还是空腹桁架体系，都希望能够保证桁 架腹杆。i弦丰|’的可靠连接。 6)通过桁架不落地对卜受错桁架体系整体延性的影响作用的研究，  指出桁架不落地带柬了交错桁架体系抗侧刚度的下降，并导致抗震中卅i 利的破坏模式的产tl三。因此，建议将桁架不落地的结构处理作为钢结构 交错桁架体系抗震设汁宜避免的处理方式。建议在8度设防的抗震地区 不宜采用桁架不落地的钢结构交错桁架体系。 7)通过高宽比对钢结构交错桁架体系的整体延性的影响分析，建议 在7度及以下抗震设防地区，钢结构交错桁架体系的高宽比宜小于5： 在8度抗震设防地区，钢结构交错桁架体系的高宽比宜小于4。 关键词：钢结构，交错桁架体系，抗震诚灾，整体延性，破坏模式，几 何非线性，材料非线性  Abstract Staggered Truss Steel Framing system has seen a worldwide renaissance because it can yield great economy and maximum architectural and planning flexibility．To generalize the use of the system，more works need to be done on design methodology， details of seismic design and seismic design methodology． As part of national natural Scientific Research Fund(Grant No，the dissertation is emphasized on investigating the failure modes and evaluating th．e global ductility of the Staggered Truss Steel Frame under the action of high-seismic excitation．The main conclusions are outlined as the following： 1)Using nonlinear static procedure and nonlinear dynamic procedure to investigate the failure modes of two Staggered Truss Steel Framing buildings，the results indicate the plastic hinges mainly formed in truss members，especially concentrated to the vierendeel panel．It means the vierendeel panel in th