基于能量平衡的延性交错桁架塑性设计方法

摘要

混合式交错桁架结构抗震性能较差,大大限制了该结构体系的应用范围。为改善其抗震性能,引入偏心支撑的耗能思路,提出了延性交错桁架结构体系的概念,即将交错桁架结构体系中间空腹节间设计为延性区段,在罕遇地震作用时,延性区段进入塑性参与耗能,结构其余部分保持弹性。根据Goel提出的基于性能的塑性设计方法(PBPD),推导出延性交错桁架结构体系基于能量的塑性设计方法:确定整体失效模式的基础上,建立能量平衡方程,由此对延性区段进行塑性设计。通过求解延性区段的反作用力,设计结构其他构件,保证延性区段以外构件在罕遇地震作用时保持弹性。算例分析结果表明,本文推荐方法能保证结构预期失效模式的出现,混合式交错桁架结构的抗震性能得到改善。本方法能够大幅提高其延性性能,使结构层间位移趋于均匀。