摩擦耗能交错桁架结构体系的试验研究及理论分析

来源 :苏州科技学院 苏州科技大学 | 被引量 : 5次 | 上传用户:zhm4150175
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交错桁架结构体系具有经济、实用、高效的优点,近几年来引起国内外工程界和学术界的广泛关注。但是,交错桁架结构体系的延性和耗能性能较差,制约了其在地震区的应用。将摩擦耗能器设置在交错桁架结构体系的斜腹杆上,形成摩擦耗能交错桁架结构体系,通过摩擦耗能器吸收和耗散地震能量,保护整个结构免遭破坏,从而可以在很大程度上提高交错桁架结构体系的抗震性能。为了研究摩擦耗能交错桁架结构体系的性能,并同普通交错桁架结构体系进行比较,本文首先从两种结构体系中各取出一榀桁架,通过模拟桁架在整体结构中的受力状态进行其在循环荷载作用下的试验研究。根据试验数据,得到两个试件的滞回曲线、骨架曲线,并进一步分析了两个试件的延性、刚度、强度等性能。试验结果表明:普通桁架在水平荷载作用下,刚度较大,但最终因为斜腹杆反复屈曲后的断裂而破环,结构的延性与耗能能力较差。摩擦耗能桁架在摩擦耗能器滑移前,抗侧刚度基本与普通桁架一致。在摩擦耗能器滑移后,结构刚度减低,发生内力重分配,斜腹杆承受的轴力基本不变,荷载增量主要由竖腹杆、弦杆、柱来承担;与普通桁架相比,摩擦耗能桁架在承载力不降低的情况下,延性、耗能能力均大幅度提高。随后本文运用SAP2000对两个试件进行Pushover分析,得到两个试件在单调荷载作用下塑性铰的出现顺序、荷载—位移曲线。分析结果得到试验验证后,分别对普通交错桁架结构体系和摩擦耗能交错桁架结构体系进行Pushover分析,比较二者破坏模式、抗震性能上的差异。分析结果表明:普通交错桁架结构体系在二三层腹杆破坏后,刚度和承载力迅速降低,结构的延性较差。摩擦耗能交错桁架结构体系因在二三层的斜腹杆设置有摩擦耗能器,避免或延缓结构的破坏,抗震性能远远优于普通交错桁架结构体系。
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