鋼結構交錯桁架體系靜力和動力性能分析.pdf

1、本文回顧了交錯桁架結構體系的理論研究現(xiàn)狀和工程應用概況，在此基礎上，針對研究成果中的不足之處，主要完成了以下幾個方面的工作： (1)在靜力彈性分析理論方面，根據(jù)交錯桁架結構的受力特點，提出了豎向荷載作用下，交錯桁架結構內力計算的力學模型和計算方法。 對于空腹交錯桁架結構，在引入桁架的轉動剛度和傳遞系數(shù)的基礎上，將單榀橫向框架簡化為無側移剛架，算例分析表明：該方法使得參與迭代計算的構件數(shù)量大大減少，收斂速度提高，從而減少了

2、計算工作量。 對于混合交錯桁架結構，本文給出了構件內力的計算公式和計算方法。 根據(jù)交錯桁架結構在水平荷載作用下的受力特點和傳力方式，在樓板剛性假定和忽略扭轉效應的基礎上，本文提出了構件內力和樓層側移計算的平面分析模型，并給出了結構層間側移剛度計算公式以及內力和側移的計算公式和計算方法，算例分析表明：該方法簡便實用，具有較高的精度。本文給出了兩種考慮二階效應的方法：一種方法通過將二階效應的影響等效為層間側移剛度的折減，給出

3、了考慮二階效應后結構側移剛度的計算公式和考慮二階效應和空間整體作用的內力和側移平面計算模型及計算方法，另一種方法將結構等效為一根組合壓桿，通過求解壓桿的微分方程，得出結構在水平荷載和豎向荷載作用下結構的變形曲線。 通過將結構等效為一根組合壓桿，本文提出了采用能量法計算結構整體失穩(wěn)的臨界荷載的計算方法。另外本文還研究了考慮樓板影響后弦桿截面特性的計算方法以及考慮扭轉效應后結構抗側力構件所分配剪力的修正公式。 (2)在地震反

4、應的有限元分析方面，根據(jù)鋼結構交錯桁架結構體系主要構件為薄壁桿件的特點，分析了薄壁桿件中各種變形之間的耦合關系，并在此基礎上，推導出了考慮剪力影響，二階效應、翹曲分布以及截面開口和閉口等因素的單元剛度矩陣?；诶硐霃椝苄约俣?，給出了單元的彈塑性剛度矩陣，在空間桿系層模型假定的基礎上，建立了結構的動力平衡方程，并對空腹節(jié)間距的大小、阻尼比以及地震波輸入維數(shù)對地震響應的影響進行了研究，算例分析表明：空腹節(jié)間的節(jié)間距和阻尼比對結構的動力響應影

5、響較大，而地震波輸入維數(shù)對結構的位移影響較小。 (3)在地震作用計算的簡化分析方面，基于振型分解法，本文給出了多維地震動輸入下結構地震反應計算的具體計算公式和方法，并討論了計算中合理振型數(shù)的計算方法。通過構造一個容易求得自振頻率和各階振型的結構，運用矩陣攝動理論，本文提出了交錯桁架結構各階自振頻率和各階振型的簡化計算方法。 運用本文所提出的自振頻率和振型計算方法，對分別采用底部剪力法和振型分解反應譜法計算的結構層間剪力進