节点刚性对装配式交错桁架结构体系滞回性能的影响分析*

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装配式交错桁架结构体系具有经济、适用、高效等优点,同时具有较高的承载能力、较大的初始抗侧刚度以及稳定的滞回性能,在高层建筑中有很大的发展空间。桁架弦杆和柱的节点转动刚度对交错桁架结构的受力性能和滞回性能均有一定的影响。本文通过理论研究与有限元分析相结合的方法,对装配式交错桁架结构体系的滞回性能进行了研究。采用有限元软件ABAQUS系统地模拟了参数分别为节点转动刚度、中间节间尺寸、桁架高度以及桁架跨度等的装配式交错桁架结构模型;提出了装配式交错桁架结构体系中弦杆与柱子连接节点的有限元模拟方法;对有限元模型的正确性进行了验证;对装配式交错桁架结构基本模型BASE在竖向荷载和水平荷载作用下的受力性能做了简单的受力分析。探究了节点转动刚度、中间节间尺寸、桁架层高以及桁架跨度对其荷载位移曲线、楼层侧移、层间位移角及滞回性能的影响分析。分析结果如下:(1)节点转动刚度对装配式交错桁架结构的屈服强度及极限承载力影响非常小,随着节点刚度的增加屈服强度和极限承载力有微小的增加。节点转动刚度对抗侧刚度、楼层侧移和层间位移角有较大的影响。随着节点转动刚度的增加,楼层侧移和层间侧移均减小。节点转动刚度对该结构的滞回性能影响较小,骨架曲线随着节点转动刚度的增加而有较小的提高。(2)桁架高度对该结构体系的刚度、承载能力、层间位移角及延性性能有较大影响。结构高度越大,侧向刚度越弱,承载能力越低,结构延性性能越好。增大结构层高有利于提高结构耗能能力。(3)中间空腹节间尺寸对装配式交错桁架结构的的抗侧刚度、承载能力以及层间位移角有一定的影响。中间无腹杆节间长度增大,结构的抗侧刚度、屈服荷载及承载能力均随之减小。(4)桁架跨度对该结构体系的抗侧刚度、承载能力、层间位移角及延性性能有很大的影响。在合理的跨度范围内,桁架跨度的增大能明显提高结构体系的抗侧刚度和承载能力。跨度继续增大对结构的性能影响将迅速减小。
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