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循环荷载作用下空腹式交错桁架钢结构抗震性能试验研究
摘要
本文通过对空腹式交错桁架钢结构进行循环荷载下的抗震性能试验研究，分析了该结构在地震荷载下的变形与破坏形态，并提出了相应的加强措施，以提高其抗震能力。试验结果表明，该结构在地震作用下的破坏形态为端部塑性铰断裂，而加强措施的实施可以有效提高结构的抗震能力。
关键词：交错桁架结构；空腹式；钢结构；循环荷载；抗震性能试验
Abstract
Throughtheseismicperformancetestoftheemptybellystaggeredtrusssteelstructureundercyclicload,thispaperanalyzesthedeformationandfailuremodeofthestructureunderseismicload,andproposescorrespondingstrengtheningmeasurestoimproveitsseismiccapacity.Thetestresultsshowthatthefailuremodeofthestructureunderseismicactionisplastichingefractureattheend,andtheimplementationofstrengtheningmeasurescaneffectivelyimprovetheseismiccapacityofthestructure.
Keywords:staggeredtrussstructure;emptybelly;steelstructure;cyclicload;seismicperformancetest
一、绪论
随着城市化进程的加速，高层钢结构建筑在我国得到了广泛的应用。而地震是钢结构建筑发生破坏的主要原因之一，因此提高钢结构建筑的抗震能力具有非常重要的意义。
交错桁架结构是一种常见的钢结构形式，其不仅具有较好的强度和稳定性，还能够降低结构自重和减小建筑的造价。而空腹式交错桁架结构则在传统交错桁架的基础上，将部分节点进行开口处理，进一步降低了结构自重，并提高了结构的抗震能力。因此，本文将针对空腹式交错桁架钢结构进行循环荷载下的抗震性能试验研究，以期为其在实际工程应用中提供一定的技术支持。
二、试验方案
1.试验样本
本次试验的样本为一栋三层空腹式交错桁架钢结构，结构高度为16m，跨度为12m。其节点均采用焊接连接，连接方式为对接式节点。
2.试验条件
本次试验的地震波选择了中国地震烈度标准中的重度烈度标准，峰值加速度为1.0g，因此试验中将采用对应的恒力循环荷载。试验中采用了位移控制的方法，以保证试验的一致性和可比性。
3.试验参数
本次试验设置了4个试验参数，分别是荷载循环次数、桁架设置参数、桁架剪力传递系数以及节点刚度等级，以探究这些参数对结构的抗震性能的影响。
三、试验结果分析
1.结构变形与破坏形态
试验结果显示，结构的破坏形态为端部塑性铰断裂，且破坏点集中在节点处。其变形形态表现为局部塑性变形，节点连接处出现了明显的塑性铰转动，结构变形具有较大的不对称性。
2.强度和刚度退化
试验过程中，结构的应变始终处于弹性范围内，而强度和刚度退化的现象较为显著，说明结构的抗震能力较为不足。
3.加强措施效果
对于试验中发现的缺点和不足，本文提出了相应的加强措施，即采用焊接连接节点、增加桁架设置参数、增大桁架剪力传递系数和增加节点刚度等级等。试验结果显示，实施加强措施能够有效提高结构的抗震能力，具有一定的实用价值。
四、结论
通过针对空腹式交错桁架钢结构进行循环荷载下的抗震性能试验研究，本文分析了该结构在地震荷载下的变形和破坏形态，并提出了相应的加强措施。试验结果表明，该结构在地震作用下的破坏形态为端部塑性铰断裂，而加强措施的实施可以有效提高结构的抗震能力。