【摘 要】
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美国规范将承受和传递水平荷载的楼盖体系称为横隔板,通常是由楼板、拉压弦杆、剪力“收集器”构件以及楼板与竖向构件之间的连接组成的。在交错桁架钢框架结构中,楼盖作为重要组成部分,不仅直接承受和传递竖向荷载,还要将承受的水平荷载重新分配到各桁架位置处,并通过楼板将其从上层桁架传递至下层的相邻桁架。水平荷载作用下的楼盖体系如同横向荷载作用下的深梁。因此,交错桁架钢框架结构中楼盖的设计尤为重要。然而,现行交
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美国规范将承受和传递水平荷载的楼盖体系称为横隔板,通常是由楼板、拉压弦杆、剪力“收集器”构件以及楼板与竖向构件之间的连接组成的。在交错桁架钢框架结构中,楼盖作为重要组成部分,不仅直接承受和传递竖向荷载,还要将承受的水平荷载重新分配到各桁架位置处,并通过楼板将其从上层桁架传递至下层的相邻桁架。水平荷载作用下的楼盖体系如同横向荷载作用下的深梁。因此,交错桁架钢框架结构中楼盖的设计尤为重要。然而,现行交错桁架结构楼盖体系的设计,先计算出竖向荷载下楼板的内力并进行配筋,然后对楼板平面内的抗剪承载力进行验算,这一过程忽略了楼盖体系内部拉压弦杆、剪力“收集器”构件的设计。本文以交错桁架结构的楼盖体系为研究对象,研究其在水平地震作用下的设计方法,以及其在单调水平荷载作用下的受力性能。主要研究内容和成果如下:（1）调研了国外现浇钢筋混凝土楼盖、预制混凝土楼盖以及组合楼盖的抗震设计方法,归纳总结了楼盖体系的抗震设计方法和流程。结合水平荷载作用下交错桁架结构各层各榀桁架剪力的计算方法以及计算楼盖体系内力的简化梁模型,将上述设计方法应用于交错桁架结构的楼盖体系,给出了交错桁架结构楼盖设计的详细过程。（2）按照规范方法设计了一个8层的交错桁架钢框架结构试件,之后采用所得到的楼盖体系设计方法对试件的楼盖进行了设计,手算得到了拉压弦杆、“收集器”构件以及楼板与竖向构件连接件的详细设计信息。采用ABAQUS有限元软件对试件进行了有限元建模,提取出试件在设计侧向力作用下各层各榀桁架的剪力,并与手算得出的结果进行比较,结果表明,有限元计算结果与手算结果吻合较好,最大误差不超过14%,证明所提出的楼盖设计方法是可行的。对结构进行了参数分析,分析了抗震设防烈度等级、楼层层数以及空腹节间数量对于各层各榀桁架剪力的影响,提出相应的设计建议。（3）对文献中一试验试件建立了精细化模型。对其在循环荷载下的性能进行了分析,分析所得滞回曲线和骨架曲线与试验结果吻合较好,验证了建模方法的可行性。然后对模型进行单调加载,分析其力学性能和破坏模式。之后改变结构的局部设计条件,研究不同条件下结构的破坏模式和力学特性,结果表明:增大上层弦杆的强度和刚度会使上层斜腹杆率先屈服,之后混凝土板才会进入塑性;而同时增大上层弦杆与腹杆刚度和强度会使混凝土板率先进入塑性阶段。（4）对设计的8层试件的底部两层进行精细化建模。分别建立了两种模型,一种忽略了楼板与桁架间滑移作用的影响,不设置栓钉;而一种则考虑滑移作用。研究单调水平荷载下结构的破坏模式和承载力,结果表明:是否考虑楼板与桁架间的滑移作用对于结构的承载力有较大影响,未考虑滑移作用的结构的承载力要比考虑的大9.6%;两种模型的最终承载力分别比设计荷载大46%和33%,验证了所提设计方法的可行性。
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