交错桁架体系结构影响系数研究
发布时间：2021-08-12 05:24
我国《建筑抗震设计规范》（GB 50011—2010）并未给出交错桁架结构的结构影响系数的具体数值。为明确其结构影响系数的取值,依据相应的规范设计了3个层数为4层、8层和12层的交错桁架结构模型,通过MIDAS Gen软件中的推覆（Pushover）分析得出结构的能力谱曲线,再通过能力谱法得出弹塑性需求谱曲线。将结构的能力谱曲线和弹塑性需求谱曲线族绘制于同一坐标系中,通过试算确定结构的目标位移及求解结构影响系数和位移放大系数的相关点的坐标。根据性能点处的指标评估结构的抗震性能,并求出结构影响系数的值。研究表明:对于选取适当构件截面的交错桁架结构在设防烈度地震和罕遇地震作用下的变形均满足抗规要求;建议交错桁架结构的结构影响系数和位移放大系数宜分别取值为3.0和5.0;通过塑性铰分析,交错桁架空腹处的梁对结构的性能有重要的影响。
【文章来源】：建筑结构. 2020,50(13)北大核心CSCD
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
结构基底剪力-顶点水平位移的总体反应曲线
按照《交错桁架钢结构设计规程》(JGJT 329—2015)和《钢结构设计规范》(GB 50017—2003)对某一办公楼采用交错桁架钢结构体系进行设计。共设计了3个有限元模型,其结构的平面尺寸为41.4m×16.2m,钢交错桁架的跨度16.2m,交错桁架结构层数分别为4层、8层、12层,每层层高为3.2m。抗震设防烈度为8度(0.2g),Ⅱ类场地,设计地震分组为第一组,特征周期值为0.40s。楼面恒荷载取5.0kN/m2,活荷载取2.0kN/m2,基本风压取0.35kN/m2 ;柱钢材采用Q345B,梁采用Q235B;楼板采用厚度为100mm的现浇混凝土楼板,梁柱节点为刚接。结构内力分析和设计均采用MIDAS Gen有限元软件。对结构交错桁架的主振型方向进行Pushover分析。交错桁架钢结构体系模型标准层如图2所示。交错桁架钢结构体系的上、下弦杆、柱、及腹杆都采用H型钢截面,构件具体尺寸见表1。
均匀分布和倒三角分布两种侧向加载模式下3个模型的基底剪力-顶点位移曲线见图3。由图3可知,在相同基底剪力作用下,倒三角分布加载模式下的曲线位于均匀分布加载模式的下方,而且结构层数越高两种加载模式下曲线之间的差距也越大。这是由于在相同的基底剪力下,均匀分布荷载的合力位于结构的中部,而倒三角分布荷载的合力位于结构高度的2/3处,相对于基底来说,倒三角分布荷载将产生较大的推覆力矩,推覆力矩越大,结构顶点产生的位移越大。因此,随着结构层数的增加,两种加载模式下产生的推覆力矩相差越大,导致顶点位移相差越大。图4 不同延性系数下的弹塑性需求谱与能力谱曲线(罕遇地震)
【参考文献】：
期刊论文
[1]交错桁架延性段双槽钢组合截面弦杆往复弯曲性能试验研究[J]. 冉红东,赵道程,梁文龙,许世界. 建筑结构学报. 2017(07)
[2]多层石膏墙体钢网格式框架结构影响系数研究[J]. 孙涛,马克俭,陈志华,王其明. 建筑结构学报. 2013(09)
[3]抗弯钢框架结构影响系数研究[J]. 李成,徐柏荣,顾强. 建筑结构. 2007(10)
[4]人字形中心支撑钢框架的结构影响系数研究[J]. 杨俊芬,张凡,顾强. 建筑结构. 2007(10)
[5]钢结构错列桁架体系扭转效应评定[J]. 卢林枫,顾强,苏明周,周天华. 建筑结构. 2007(02)
本文编号：3337674
【文章来源】：建筑结构. 2020,50(13)北大核心CSCD
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
结构基底剪力-顶点水平位移的总体反应曲线
按照《交错桁架钢结构设计规程》(JGJT 329—2015)和《钢结构设计规范》(GB 50017—2003)对某一办公楼采用交错桁架钢结构体系进行设计。共设计了3个有限元模型,其结构的平面尺寸为41.4m×16.2m,钢交错桁架的跨度16.2m,交错桁架结构层数分别为4层、8层、12层,每层层高为3.2m。抗震设防烈度为8度(0.2g),Ⅱ类场地,设计地震分组为第一组,特征周期值为0.40s。楼面恒荷载取5.0kN/m2,活荷载取2.0kN/m2,基本风压取0.35kN/m2 ;柱钢材采用Q345B,梁采用Q235B;楼板采用厚度为100mm的现浇混凝土楼板,梁柱节点为刚接。结构内力分析和设计均采用MIDAS Gen有限元软件。对结构交错桁架的主振型方向进行Pushover分析。交错桁架钢结构体系模型标准层如图2所示。交错桁架钢结构体系的上、下弦杆、柱、及腹杆都采用H型钢截面,构件具体尺寸见表1。
均匀分布和倒三角分布两种侧向加载模式下3个模型的基底剪力-顶点位移曲线见图3。由图3可知,在相同基底剪力作用下,倒三角分布加载模式下的曲线位于均匀分布加载模式的下方,而且结构层数越高两种加载模式下曲线之间的差距也越大。这是由于在相同的基底剪力下,均匀分布荷载的合力位于结构的中部,而倒三角分布荷载的合力位于结构高度的2/3处,相对于基底来说,倒三角分布荷载将产生较大的推覆力矩,推覆力矩越大,结构顶点产生的位移越大。因此,随着结构层数的增加,两种加载模式下产生的推覆力矩相差越大,导致顶点位移相差越大。图4 不同延性系数下的弹塑性需求谱与能力谱曲线(罕遇地震)
【参考文献】：
期刊论文
[1]交错桁架延性段双槽钢组合截面弦杆往复弯曲性能试验研究[J]. 冉红东,赵道程,梁文龙,许世界. 建筑结构学报. 2017(07)
[2]多层石膏墙体钢网格式框架结构影响系数研究[J]. 孙涛,马克俭,陈志华,王其明. 建筑结构学报. 2013(09)
[3]抗弯钢框架结构影响系数研究[J]. 李成,徐柏荣,顾强. 建筑结构. 2007(10)
[4]人字形中心支撑钢框架的结构影响系数研究[J]. 杨俊芬,张凡,顾强. 建筑结构. 2007(10)
[5]钢结构错列桁架体系扭转效应评定[J]. 卢林枫,顾强,苏明周,周天华. 建筑结构. 2007(02)
本文编号：3337674
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