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交错桁架结构体系是在钢框架结构体系的基础上,通过取消框架结构体系中间的柱子来增大结构的使用空间,同时为了不增大各个构件的截面尺寸,在框架的隔层增设腹杆形成桁架与钢框架组合的结构体系。由于在钢框架中增设腹杆形成桁架结构,进一步增强了结构的侧向刚度和竖向刚度,同时提高了结构的整体工作性能,进而实现了结构的大跨度。
交错桁架结构遭受强震后一般进入弹塑性阶段,静力弹塑性分析是对交错桁架遭受罕遇地震进行分析的一种新方法。这种方法使抗震分析的计算得到较大的简化又有很好的精度。
本文使用有限元程序Sap2000对大量的交错桁架结构算例进行静力弹塑性分析,在结构上施加竖向恒荷载和活荷载并保持不变,同时施加沿结构高度分布的某种侧向水平荷载和侧向位移作用。本文采用位移控制法,探讨交错桁架结构体系的桁架布置形式、高跨比、节间数、腹杆长细比、楼板刚度等参数对结构抗震性能的影响。
分析表明:落地混合式的桁架结构、合理的桁架层设计及较大的楼板面内刚度,可以有效的提高结构的整体延性和抗震能力,并可以使结构的塑性铰首先出现在腹杆等横向水平构件上,使结构按梁铰机制破坏,这样能充分发挥各个构件的耗能作用,提高结构的安全储备,能很好的提高整个结构的抗震性能。在分析算例的过程中,结合本文研究成果,提出了相关的抗震设计建议。