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文檔簡介

1、附件2: 題 目:空腹桁架鋼框架結構受力性能分析及試驗研究院 (部)專 工商管理班 級: 工商041 姓 名: 張三 學 號: 2004888888 指導教師: 張九光完成日期: 2008年6月28日目 ·· ················ ··············

2、3;············· ABSTRACT ···································

3、···· 1 前 言············································1 1.1

4、空腹桁架鋼框架的特點及研究意義····················1 1.2 空腹桁架鋼框架的研究現狀························

5、83;·····················3 1.3 現有研究的不足及本文的研究內容·························

6、···············52 空腹桁架鋼框架有限元建模及驗證································

7、····83 ·········233.1 引言···································&

8、#183;·····························23 3.2 空腹桁架鋼框架與普通鋼框架力學性能對比················

9、;···············26 3.3 影響空腹桁架鋼框架力學性能的因素·······························

10、······294 空腹桁架鋼框架極限承載力試驗研究·································304.1 試驗目的······

11、··················································

12、·····30 4.2 模型設計依據···········································

13、;··············32 4.3 試驗概況··································

14、···························35 4.4 試驗過程描述·····················

15、;····································38 4.5 試驗結果············

16、·················································45 4.6

17、 小結·····························I5 結 論···················

18、83;············································56 謝 辭····

19、83;·················································

20、83;···········57 參考文獻·····································&#

21、183;·························58 附 錄·······················&#

22、183;··········································59II 摘 空腹桁架鋼框架是在鋼框架的基礎上,通過取消框架中間的柱子來增大結構的使用空

23、間,同時為了不增大各個構件的截面尺寸,在框架的隔層增設腹板柱形成空腹桁架與鋼框架組合的結構體系。由于在鋼框架中增設腹板柱形成空腹桁架結構,進一步增強了結構的水平剛度和豎向剛度,同時提高了結構的整體工作性能,進而實現了結構的大跨度。本文通過大量的算例分析,探討空腹桁架層的節間數、節間間距、腹板柱的剛度以及結構的跨度對整體結構的受力性能、極限承載力及破壞模式的影響,分 析表明:通過合理的桁架層設計,可以有效的提高結構的豎向剛度和水平剛度,以及結構的極限承載力,并可以使結構的塑性變形首先出現在腹板柱上,這有利于結構內力的重分布,增加結構的延性性能,充分發揮構件的極限承載能力。關鍵詞:空腹桁架鋼框架;

24、受力性能;彈塑性分析;極限承載力;試驗研究III山東建筑大學畢業論文(或畢業設計說明書,二選一)Frame and Experiment StudyABSTRACTVierendeel truss-steel frame has wide technical application that can be applied to the staggered truss structure and transfer structure. It has important theory significance and value of technical application to resear

25、ch the behavior, the ultimate load-carrying capacity and structural destroy mode.······· ·· ;elastoplasticanalysis ;ultimate load-carrying capacity;experimental researchIV 1 1.1 空腹桁架鋼框架的特點及研究意義空腹桁架鋼框架是在鋼框架的基礎上,通過取消框架中間的柱子來增大結構的使用空間,同時為了不增大各個構件的截面尺寸,在框架的隔層

26、增設腹板柱形成空腹桁架與鋼框架組合的新型鋼結構,結構形式如圖1.1。由于在鋼框架中增設腹板柱形成空腹桁架結構,進一步增強了結構的側向剛度和豎向剛度,同時提高了結構的整體工作性能,進而實現了結構的大跨度,而且桁架層的上下弦梁的截面高度不大,不影響建筑物的使用,并可以在一定的建筑高度范圍內代替鋼框架-剪力墻結構和鋼框架-支撐結構。與實腹式桁架和混合式桁架不同,空腹桁架鋼框架的節間無斜桿,在水平荷載作用下,桁架層剪力主要由腹板柱承擔。如果桁架層的結構形式布置不合理,當空腹桁架鋼框架的跨度很大時,結構在豎向荷載作用下往往會產生過大的撓度,影響建筑物的使用。但是,桁架層節間沒有斜桿,可以方便的在建筑物上

27、布置門洞以及走廊,同時,在結構受力分析上,空腹桁架鋼框架的內力計算比較簡單,并且節點的處理比較 圖1.1 空腹桁架鋼框架 定的規律布置且腹板柱的高度等于層高時,就屬于交錯桁架結構體系(如圖1.2);空腹桁架也可以單獨應用,例如作為結構的轉換層(如圖1.3)或者桁架式框架梁結構(如圖1.4)等等。在實際工程的應用中表明:空腹桁架結構的構成相對簡單,受力性能良好,能夠在重載情況下實現較大的跨度,具有其它結構體系所不具備的優勢。而鋼結構具有強度高、延性好、自重輕、標準化程度高等優勢,因此,將空腹桁架結構應用于鋼結構中也將會具有較好的受力性能。但是,目前人們對空腹桁架鋼框架的研究還處于初始階段,全面分

28、析影響空腹桁架鋼框架受力性能的因素以及結構的破壞形式對推廣空腹桁架鋼框架有重大的意義。 圖1.3 空腹桁架轉換層 圖1.4 桁架式框架梁結構1.2 空腹桁架鋼框架的研究現狀交錯桁架結構體系的概念最早是由LeMessurier 學院則在六十年代中期將其開發成為一種新型的結構體系。交錯桁架結構體系主要由 柱子、桁架、樓板組成,柱子沿房屋外側周邊布置,中間無柱。桁架在相鄰柱列的上下層交錯布置,樓板一端擱置在桁架的上弦,另一端則支承在相鄰桁架下弦。桁架主要包括空腹桁架、實腹式桁架和混合式桁架。到目前為止,國外學者對交錯桁架結構體系的研究主要集中在結構的整體工作性能上,包括交錯桁架的彈性、彈塑性受力性能以及在

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