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交错桁架结构是六十年代由美国麻省理工大学开发出来的一种新型结构体系,在它产生之初,主要应用于钢结构体系,并且在国外已经有较多实际应用,目前这种结构在我国却很少应用。交错桁架结构体系可以看作一种特殊的转换结构,可以实现多层大空间,在我国有越来越多的学者开始关注这种结构,但是这些研究基本上都是专注于钢结构体系的交错桁架结构,鉴于钢筋混凝土结构在我国还处于主流地位,本文将对钢筋混凝土交错桁架结构体系进行Pushover分析,以便了解钢筋混凝土交错桁架结构体系的破坏方式和过程。
本文通过自己编制有限单元法的Pushover分析程序对两种不同形式的不同配筋率钢筋混凝土交错桁架结构的力学计算模型分别进行了两种不同方法的Pushover分析,即固定加载模式和自适应加载模式的Pushover分析。根据不同的分析方法对不同配筋率交错桁架结构的程序计算结果,本文将程序计算结果进行数据处理,绘制了不同算例的出铰顺序图、出铰位置图、结构顶点位移“时程曲线”和结构破坏时的相对层间角,并编制相应程序对运算结果的数据进行后续处理,将交错桁架结构的抵抗地震作用的能力曲线绘制在地震影响系数曲线中,以便进一步考察钢筋混凝土交错桁架结构体系抵抗地震作用的能力,最后通过有限元软件ETABS对文中的算例再进行分析,并对照自己编制程序的计算结果,来验算所编程序的可靠性。
本文通过静力弹塑性分析,定量地分析了不同形式且不同配筋率钢筋混凝土交错桁架体系的结构特性和受力特点。分析表明:空间对称的等节钢筋混凝土交错桁架结构的层间刚度偏小,结构耗能能力较差,不适合建造在设防烈度为8度的区域;钢筋混凝土混合交错桁架结构体系的层间刚度较大,耗能潜力大,能够保证结构在强烈地震作用下承受水平荷载和竖向荷载的能力,具有良好的抗震性能。
文中根据分析结果,提出了不同形式的桁架结构的薄弱构件和薄弱层,并提出了相应的结构改进方法,为该结构的实际应用提供有益的参考。