混合式交错桁架体系承载能力与破坏机理试验研究

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交错桁架结构体系是在钢框架结构基础上演变而来的一种可用于高层结构的新型结构方案。上世纪90年代,此结构体系被引入我国。但因抗震性能研究的不足,严重限制了在我国的推广应用。本文主要针对混合式交错桁架结构体系在循环荷载下的抗震性能进行试验研究。根据相似理论,参考美国《交错桁架结构设计指南》和我国的相关规范,论文首先采用ETABS结构分析软件对一个五层混合式交错桁架结构体系1:3整体结构模型进行了设计。然后对该模型进行了Pushover分析,得到了该混合式交错桁架结构体系模型的基底剪力-控制位移曲线、塑性铰的出现和发展规律及该模型的破坏模式,作为制定实验方案的依据。对模型试件进行伪静力加载试验。根据试验结果得出混合式交错桁架结构体系在循环荷载作用下的P-Δ滞回曲线和骨架曲线,得到了该结构的极限承载力。并进行了结构延性及塑性变形能力、抗震耗能能力、构件应变分布和变化规律、结构破坏机理等的分析。试验结果表明:混合式交错桁架结构体系P-Δ滞回曲线随着荷载的增大,滞回环越来越饱满,呈现出不明显的反“S”形,“捏缩效应”不明显,并出现了一定的滑移现象;混合式交错桁架结构体系承载力较高,但延性及塑性变形能力稍差,首层为结构薄弱层;混合式交错桁架结构体系在水平荷载作用下柱主要受到沿弱轴方向的弯矩作用,沿强轴方向的弯矩作用不大,弦杆受到弯矩和轴力的双重作用,腹杆主要承受轴力作用;混合式交错桁架结构体系破坏模式为梁(桁架)铰机制。
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