延性交错桁架钢框架双槽钢组合截面弦杆在往复荷载下滞回性能研究*

摘要

交错桁架结构体系因其经济性、建筑布置灵活等优点，得到工程界的广泛关注。在往复荷载作用下，桁架空腹节间相邻两侧节间的斜腹杆在轴向荷载作用下首先被压曲或拉断，然后发展到弦杆，最后柱出现塑性铰，破坏模式为脆性破坏，结构耗能能力和延性较差。为改善交错桁架的抗震性能，本课题组提出延性交错桁架钢框架的概念：在罕遇地震作用下，结构的塑性铰仅出现在桁架中部空腹节间弦杆的两端，其余部分仍保持弹性。双槽钢组合截面钢构件具有材料利用合理、刚度大、抗扭性能好等优势，常用做支撑构件。目前，我国规范和规程并未对这种截面形式构件在往复荷载作用下的设计方法做出详细规定。因此对双槽钢组合截面构件的滞回性能研究具有重要的工程实际意义。 本文进行了延性交错桁架钢框架双肢组合截面弦杆，即双槽钢组合截面构件在往复荷载作用下的试验研究，通过对9个足尺模型的试件进行循环加载试验，考虑填板间距、侧向计算长度、加劲肋的设置和加劲肋间距以及腹板高厚比等参数对双槽钢组合截面构件滞回性能的影响，得到了各试件的滞回曲线、骨架曲线、各阶段的弯矩和转角值及抗震性能指标；依据试验数据对试件骨架曲线和各级荷载作用下的刚度进行拟合，得到了恢复力模型。为后期建立数学模型进行延性交错桁架钢框架结构抗震非线性分析服务，也可为双槽钢组合截面构件在工程结构中的应用提供依据。

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1 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文研究方法与研究内容

2 双槽钢组合截面构件试验研究

2.1 前言

2.2 试验概况

2.3 钢材力学性能

2.4 试验方案

2.5 试验过程描述

2.6 本章小结

3 滞回性能分析

3.1 填板间距

3.2 侧向计算长度

3.3 加劲肋和加劲肋间距

3.4 腹板高厚比

3.5 破坏机理

3.6 本章小结

4 恢复力模型的建立和验证

4.1 概述

4.2 常用的恢复力模型

4.3 双槽钢组合截面构件恢复力模型

4.4 恢复力模型与试验结果对比

4.5 本章小结

5 结论与展望

5.1 本文工作总结

5.2 展望

致谢

参考文献

在读期间研究成果