广厦大学图书馆钢桁架悬挂体系结构设计

广厦大学图书馆采用钢筋混凝土框架-剪力墙结构体系,为满足建筑功能要求,在屋顶设置悬臂钢桁架,悬臂钢桁架端部设置钢吊柱,吊柱与各层楼面钢梁相连,形成悬挂体系。采用YJK和MIDAS Gen软件,对比分析了小震作用及风荷载作用下结构的内力弹性响应、静力弹塑性分析。考虑钢桁架上下弦楼板协同作用,并指定施工顺序进行施工模拟分析,采用ANSYS有限元分析软件对销轴节点进行验算。结果表明:大震作用下,结构具有较高的承载力和较好的延性,结构具有安全性和合理性;销轴节点具有良好的受力性能,应力水平均符合要求;悬挑位置采用钢-混凝土组合楼盖可以缩短工期,提高建筑装配率。

整体空间桁架体系在某大跨悬挑结构中的应用研究

文章以某大跨悬挑工程为背景,对比分析了实腹工字钢钢梁体系、大跨平面圆管桁架体系、整体空间桁架体系等3种不同的大跨悬挑结构承重体系,最终选用整体空间桁架体系。系统阐述了其建筑造型特点及结构布置形式,并基于计算软件开展了受力性能计算分析。结果表明,整体空间桁架体系设置合理,在满足建筑功能造型的条件下,构件应力比均得到合理控制,结构安全冗余度较高。同时,结合建筑自身造型特点,重点介绍了本工程中应用的3种增强大跨悬挑结构抗倾覆性能的措施。文章对此类大跨悬挑结构提出的相关设计建议可供类似工程参考。

交错桁架体系结构性能分析

根据结构力学和地震工程的基本理论,从受力原理上对交错桁架体系在竖向荷载、地震和风荷载作用下的受力性能进行了阐述,整个体系在各种荷载作用下以受轴力为主,边柱中的剪力一般很小,几乎没有弯矩或仅有很小的弯矩;根据交错桁架体系的受力特点,对其抗震性能进行了讨论,该体系具有良好的抗震性能,在小震作用下结构的层间位移角很小,在大震作用下结构的层间位移角也比较小;深入分析、比较了帕氏桁架、华伦氏桁架和混合型桁架的抗震性能,帕氏桁架的滞回性能很差,华伦氏桁架滞回性能很好且屈服分布均匀,混合型桁架的抗震性能非常好,并有层次分明的抗震防线感.

交错桁架体系的抗震性能动力分析

对交错桁架体系的抗震性能进行了分析 ,建立了单向水平地震作用下交错桁架体系协同分析的力学模型。在动力时程分析的过程中考虑了构件的剪切变形 ,并在单元水平上考虑了几何非线性。通过交错桁架体系设计实例的弹性和弹塑性时程分析 。

钢木混合结构错列桁架体系受力性能

目的结合钢、木结构的特点设计一种新的住宅结构——钢木混合结构错列桁架体系,分析其在荷载效应基本与偶然组合下结构的受力性能.方法利用商用结构分析软件建立了钢木混合结构错列桁架体系的基本模型.建立了8个有限元模型,分析纵向支撑、桁架结构形式、桁架是否落地、膝撑的设置、结构高宽比等因素对结构受力性能的影响.结果该结构体系在荷载效应的基本组合,桁架弦杆、腹杆、框架柱、楼板搁栅的内力较小,横向平面内弯矩和剪力主要集中在桁架层,而框架柱中的剪力和弯矩很小,其主要承受轴向力,充分利用了钢材抗拉弯、木材的抗压,使两种材料均发挥了各自的长处;该结构体系在荷载效应的偶然组合下,以错列桁架为抗侧力体系,结构水平剪力大部分化作桁架斜腹杆的轴向力,柱子主要承受轴向力,使得结构侧移明显降低.结论钢木混合结构表现出了良好的抗震能力,模拟计算结构为实际工程提供理论依据.

索桁架组合体系的固有振动能量变分解

索桁架组合体系与普通梁板结构不同,需要考虑索力增量,振动特性较为复杂.首先,采用Timoshenko梁的连续化模型模拟桁架梁,推导桁架梁的等代抗弯刚度;采用能量变分法,分析索桁架组合体系固有振动,给出索桁架组合体系竖向振动频率解析解;分析770m跨度索桁架组合体系、900m跨度索桁架组合体系和1 200m跨度索桁架组合体系,与有限元ANSYS分析结果对比,误差在10%以内.该方法公式较简单、精度较高,可为索桁架组合体系的工程设计提供参考.

交错桁架结构体系的若干构造设计问题

交错桁架结构体系因其施工方便、造价低廉而在国外的多层建筑中得到了广泛应用。给出了交错桁架结构体系构造特点和主要连接构造的详细说明,对这种结构体系在我国的推广和应用有一定的参考意义。

混合式交错桁架体系在循环荷载下的非线性分析

对交错桁架结构抗震性能的研究很少。采用壳单元和梁单元相结合的三维非线性有限元分析模型,分析了一个混合式交错桁架结构在循环荷载作用下的性能,与试验结果比较表明,此计算模型精确、高效。对此模型进行了循环荷载下的滞回性能分析。结果表明,该结构体系具有较好的耗能能力和抗震性能。

巨型桁架体系次结构施工过程力学分析

巨型桁架结构主要由巨型柱、巨型斜撑和巨型桁架构成。在巨型桁架结构的修建过程中,巨型斜撑发挥了特殊的传力卸载作用,与常规竖向结构传力途径存在较大差别。研究钢结构巨型桁架体系次结构的预起拱问题,以及安装过程中关键构件内力变化过程。利用通用有限元平台编制分析程序,对核心筒超前施工条件下巨型桁架预起拱的问题进行仿真分析,将仿真计算结果、常规计算和实际测量数据进行比较分析,并对巨型桁架体系次结构施工过程的内力变化特点进行深入研究。

交错桁架体系结构影响系数研究

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。

交错钢桁架体系的腹杆布置及其截面形式研究

混合桁架是钢结构交错桁架体系常用的桁架形式,用于工程实践时,应采用适宜的腹杆布置形式及经济合理的截面形式。本文主要研究了以下几个方面的问题:因建筑需要而设置的空腹节间处于桁架内不同位置时,桁架杆件在竖向荷载作用下的内力变化;常用对称式混合桁架的腹杆布置形式对桁架内力及总用钢量的影响;桁架腹杆采用T型钢、矩形钢管、圆钢管、角钢时桁架的总用钢量比较。比较结果表明:空腹节间不应设置在桁架端部;常用混合桁架腹杆采用“之”形布置时用钢量最省;桁架腹杆选用T型钢和角钢较为经济合理。

摇摆桁架-BRB-钢框架体系地震失效模式与抗震性能分析

建筑结构抗震设计所希望的结构地震失效模式是完全梁铰式失效,由于各种不确定性的存在,在实际地震中,结构是否能发生完全梁铰式失效是无法预知的。而防屈曲支撑构件(BRB)延性较大,在地震作用下可稳定地耗散地震输入结构的能量。鉴于此该文提出了一种摇摆桁架-BRB-钢框架体系,采用静力推覆分析方法,识别出了结构的主要地震失效模式,对其失效路径以进行了分析;对传统钢框架结构、摇摆桁架-钢框架体系、摇摆桁架-BRB-钢框架体系在小震、中震、大震作用下进行时程分析,并基于峰值层间位移角评价了三种结构的抗震性能。结果表明摇摆桁架-BRB-钢框架体系,在结构耗能减震、失效模式的优化控制,降低结构的残余变形等方面均起到了重要作用,新结构的侧向变形较传统钢框架结构更加均匀,结构整体参与耗能的能力更强。

钢框架-桁架新型结构体系抗震性能分析

为改善钢框架-支撑结构体系中支撑易屈服问题,简化钢框架-钢板剪力墙结构体系中剪力墙的受力,结合钢框架-钢板剪力墙结构体系中钢板剪力墙"拉力带"受力特性和两侧开缝钢板剪力墙简化模型,提出了一种新型结构体系——钢框架-桁架结构体系。对钢框架-桁架新型结构体系进行了介绍,通过SAP2000建立了钢框架-桁架结构体系模型,对这一新型结构体系进行了模态分析、反应谱分析和线性时程分析并与钢框架-钢板深梁结构体系和纯钢框架结构体系进行了对比。分析结果表明钢框架-桁架结构体系有较高结构抗侧刚度;在地震作用下,钢框架-桁架结构体系与钢框架-钢板深梁结构体系具有相似的动力特性,在一定条件下利用钢框架-桁架结构体系简化和等效钢框架-钢板深梁结构体系是合理的。

响应面法用于桁架体系可靠度分析

本文应用响应面法并考虑各种不确定因素对桁架体系的结构可靠度进行了研究。研究表明,响应面法是桁架体系结构可靠度分析的有效方法。

交错桁架体系中各种桁架形式的性能分析与比较

介绍了桁架在钢结构交错桁架体系中的作用及各种桁架形式的特点。并以实腹桁架为例,说明了不同腹杆布置与截面选型对桁架综合性能的影响。

竖向荷载下交错桁架体系桁架经济性研究

采用工程设计实例(主要考虑竖向荷载作用)并比较用钢量的方法,在常用建筑层高范围内寻找适宜的桁架跨度;通过比较不同柱距下的桁架用钢量,研究交错桁架结构适宜的柱距,为交错桁架结构体系的工程设计提供参考依据。

环梁-桁架支撑体系在大型基坑工程中的应用

研究目的:北京西站地下行包库是北京西站改扩建工程中的一个重大项目,对整个工程的进度起着控制作用。通过本研究,拟找到一个施工便捷、结构合理的支护体系。研究方法:根据地质情况、周围环境要求、工程功能、当地的常用施工工艺设备以及经济技术条件综合考虑、因地制宜地选择支护结构的类型。采用理正单元计算、理正整体计算与SAP84计算相校核的计算方法,并对极限平衡法和弹性支点法的计算结果进行对比分析。研究结果:采用人工挖孔桩围护结构+圆形环梁-桁架支撑的支护体系,其结构受力体系合理,便于施工,经济指标合理。研究结论:圆形环梁-桁架支撑的支护体系结构受力合理,适用于平面尺寸大、长宽尺寸接近、四周地层性质接近、抗力接近的基坑;混凝土圆形环梁结构受压合理,整体稳定性好;桁架体系整体性强,采用钢构件施工速度快;单撑式围护结构可以采用极限平衡法计算。

交错桁架结构体系的破坏模式及抗震性能分析

采用push-over方法对钢结构交错桁架体系在三种罕遇地震烈度下的抗震性能进行了分析,得出了交错桁架体系在罕遇地震作用下的破坏模式及塑性铰的发展过程,并对交错桁架结构体系的设计提出了几点建议。

隔层耗能桁架式抗侧力体系的静力性能研究

针对立体停车结构的使用功能和结构特点,提出了隔层耗能桁架抗侧式立体停车结构,分析了水平荷载作用下隔层耗能桁架式抗侧力体系的侧移性能与承载力,并与框架及偏心支撑框架体系的性能进行了比较.分析了不同情况下空腹节间梁段的长度变化对结构抗侧刚度与空腹节间梁段内力的影响规律.研究表明,隔层耗能桁架式抗侧力体系具有和偏心支撑框架相同的抗侧刚度及更高的承载能力;随着空腹节间梁段长度的增大,结构抗侧刚度与空腹节间梁段的剪力逐渐减小,而弯矩则先增大后减小;综合结构性能要求与构造因素,空腹节间长度宜取结构跨度的0.05～0.1倍.

隔层耗能桁架式抗侧力体系及其低周往复荷载作用性能研究

基于停车需要,提出了隔层耗能桁架抗侧式立体停车结构,并用有限元法对其中隔层耗能桁架式抗侧力体系在低周往复荷载作用下的性能进行了研究,分析了桁架耗能梁段长度对抗侧力体系的刚度、承载力、延性、耗能性能等的影响。结果表明:随着耗能梁段长度的不断增大,隔层耗能桁架式抗侧力体系的刚度、承载力、延性和耗能性能都存在一定程度的减小和退化;剪切屈服型隔层耗能桁架式抗侧力体系的耗能性能比弯曲屈服型的要好,但剪切屈服型的耗能梁段也不能设计得太短,否则会影响体系耗能性能的充分发挥。