• ISSN 0258-2724
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高层建筑斜交网格结构抗侧移受力机理分析

刘成清 王子宁 方登甲 何斌

刘成清, 王子宁, 方登甲, 何斌. 高层建筑斜交网格结构抗侧移受力机理分析[J]. 西南交通大学学报, 2023, 58(1): 227-235. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20200834
引用本文: 刘成清, 王子宁, 方登甲, 何斌. 高层建筑斜交网格结构抗侧移受力机理分析[J]. 西南交通大学学报, 2023, 58(1): 227-235. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20200834
LIU Chengqing, WANG Zining, FANG Dengjia, HE Bin. Mechanism Investigation on Lateral Displacement Resistance of Diagrid Structures in High-Rise Buildings[J]. Journal of Southwest Jiaotong University, 2023, 58(1): 227-235. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20200834
Citation: LIU Chengqing, WANG Zining, FANG Dengjia, HE Bin. Mechanism Investigation on Lateral Displacement Resistance of Diagrid Structures in High-Rise Buildings[J]. Journal of Southwest Jiaotong University, 2023, 58(1): 227-235. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20200834

高层建筑斜交网格结构抗侧移受力机理分析

doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20200834
基金项目: 国家自然科学基金(51778538);国家留学基金(201707005100)
详细信息
    作者简介:

    刘成清(1976—),男,教授,博导,研究方向为结构抗震与抗冲击, E-mail: lcqjd@swjtu.edu.cn

  • 中图分类号: TU355

Mechanism Investigation on Lateral Displacement Resistance of Diagrid Structures in High-Rise Buildings

  • 摘要:

    为研究不同平面形式对高层建筑斜交网格结构受力性能及刚度退化的影响,开展了正八边形斜交网格结构模型的水平推覆试验,建立了平面形式为四边形、六边形、八边形、十二边形和二十四边形的斜交网格结构,并与四边形框筒结构模型进行对比,分析了平面形式对斜交网格结构侧向刚度、延性、内力、剪力滞后和屈服顺序等影响. 研究结果表明:不同平面形式斜交网格结构模型的延性系数分布范围为4.27~5.22,随着结构平面边数增加,整体抗侧刚度逐渐增加,且延性越好,受力机理越合理;由于斜交网格结构主要通过斜柱传递轴力,剪力滞后效应明显比框筒结构小,随着平面边数增加,斜交网格结构受压翼缘部的剪力滞比由1.32降为0.82,平面形式为正六边形、正八边形、正十二边形、正二十四边形的斜交网格结构均较平面形式为正四边形时更接近于1.00;在斜交网格结构的水平推覆试验过程中,翼缘部与腹部相交区域的斜柱先屈服,塑性变形增大,再向翼缘部与腹部中部延展,随后沿结构底部向上扩展.

     

  • 图 1  水平推覆试验验证数值模型结果

    Figure 1.  Verification of numerical model results using horizontal pusho-ver tests

    图 2  有限元与试验结果对比分析

    Figure 2.  Comparative analysis of finite element and test results

    图 3  数值模型展开立面和3D视图

    Figure 3.  Expanded elevation and 3D views of numerical mode

    图 4  结构的基底剪力-顶部位移曲线

    Figure 4.  Base shear-top displacement curves of structure

    图 5  结构的延性系数

    Figure 5.  Ductility coefficient of structures

    图 6  侧向变形对比

    Figure 6.  Comparison of lateral deformation

    图 7  各层节点侧移标准差

    Figure 7.  Standard deviation of lateral displacement of nodes at each story

    图 8  各阶段构件轴力

    Figure 8.  Axial force of members in each stage

    图 9  模型节点力分布

    Figure 9.  Nodal force distribution of model

    表  1  翼缘部受压区各阶段剪力滞比

    Table  1.   Shear lag ratios of each stage incompression zone of flange

    模型斜交
    角度/(°)
    平面
    边数
    水平荷载/ kN
    3050100
    四边形6841.321.351.15
    六边形6861.041.040.80
    八边形6880.820.810.86
    十二边形68120.830.820.78
    二十四边形68240.830.820.76
    四边形框筒9042.873.06
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-12-07
  • 修回日期:  2021-07-19
  • 网络出版日期:  2022-10-25
  • 刊出日期:  2021-08-05

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