X型弱腹杆式延性桁框结构在循环荷载作用下的破坏机理

来源 :山东建筑大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:tingyuan2009
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在钢结构中用桁架代替传统框架结构中的实腹式钢梁称为桁框结构,具有跨度大、用钢量低等优点,但普通桁框结构的抗震性能较差。X型弱腹杆式延性桁框结构通过在桁架跨中设置消能段,使其在一定的水平地震作用下发生剪切屈服,不但可以显著提高结构的抗震性能,还可以准确控制其屈服荷载和破坏模式,实现基于性态的设计,是一种新型抗震结构体系,具有广泛的应用前景和良好的经济、社会效益。但是相关研究较少,因此研究X型弱腹杆式延性桁框结构的滞回性能及其破坏机理具有相当大的工程意义。本文详细地介绍了x型弱腹杆式延性桁框结构的两种设计方法:基于极限状态的传统方法和基于性态的方法。研究工作主要通过ANSYS有限元软件来进行,并做相关的有限元验证。用ANSYS软件对结构计算模型的标准层进行研究,主要探讨x型弱腹杆式延性桁框结构消能段弱腹杆承剪比例、消能段节间高宽比、消能段的长度、桁框的跨度和跨数这五个参数对结构滞回性能的影响。分析结果表明:弱腹杆的承剪比例对结构的滞回性能影响较大,适当的增加消能段X型弱腹杆的承剪比例可以有效地提高桁框的抗侧刚度和耗能能力;消能段的节间高宽比对结构的各项性能基本没有影响;消能段的长度的设置对结构的影响较大,合理地设计桁框消能段长度以及桁架截面可提高桁框的滞回性能;桁框的跨度对结构性能也有较大的影响,相同条件下大跨度桁框的抗侧能力和和耗能能力更强;多跨桁框在合理设计的前提下可以获得与单跨桁框相似的良好性能,应优先选用。最后,本文根据ANSYS的分析结果总结出了X型弱腹杆式延性桁框结构的特性,并针对本文的不足对以后的研究提出了一些建议。
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