高层钢结构交错桁架结构体系的静力性能研究
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摘要
本文回顾了国内外交错桁架结构体系的理论研究和工程应用概况，并
以此为基础，对高层交错桁架结构体系的静力性能进行了研究。通过对交
错桁架结构体系受力特点的分析，确定了在竖向荷载和水平荷载作用下交
错桁架结构体系的简化计算模型；然后，根据计算模型，提出了竖向荷载
作用下空腹交错桁架结构的内力迭代计算方法以及水平荷载作用下交错桁
架结构的内力和侧移计算方法；最后，通过分析柱端约束、同一楼层其它
柱子以及相邻楼层柱子的影响，给出了柱子计算长度系数的计算方法。算
例表明：本文方法的计算结果与有限元程序Sap84的计算结果吻合良好，
但本文方法计算简单实用、速度快、工作量小。
In this paper, static behavior of high-rise staggered truss system is studied on the base of the review of theoretical study and practical application of staggered truss system at home and abroad. Based on the analysis of bearing characteristic of the staggered truss system, a simplified calculation model of staggered truss structure under vertical loads or lateral loads is presented. After that, according to the simplified calculation model, iterate method for calculating internal forces of vierendeel staggered truss structure under vertical loads and a method for calculating member forces and lateral deflection of structure is provided. At last, a method for calculating effective-length factor of column is provided by analyzing the effect of restraint of column ends, other columns in same story and neighboring story on effective-length of columns. The calculation examples show that the results obtained by the method developed in this paper are agreeable to the analytic results of finite element program Sap
84 and the method provided in this paper not only is simple and practical but also has the advantage of less amount computation.
以此为基础，对高层交错桁架结构体系的静力性能进行了研究。通过对交
错桁架结构体系受力特点的分析，确定了在竖向荷载和水平荷载作用下交
错桁架结构体系的简化计算模型；然后，根据计算模型，提出了竖向荷载
作用下空腹交错桁架结构的内力迭代计算方法以及水平荷载作用下交错桁
架结构的内力和侧移计算方法；最后，通过分析柱端约束、同一楼层其它
柱子以及相邻楼层柱子的影响，给出了柱子计算长度系数的计算方法。算
例表明：本文方法的计算结果与有限元程序Sap84的计算结果吻合良好，
但本文方法计算简单实用、速度快、工作量小。
In this paper, static behavior of high-rise staggered truss system is studied on the base of the review of theoretical study and practical application of staggered truss system at home and abroad. Based on the analysis of bearing characteristic of the staggered truss system, a simplified calculation model of staggered truss structure under vertical loads or lateral loads is presented. After that, according to the simplified calculation model, iterate method for calculating internal forces of vierendeel staggered truss structure under vertical loads and a method for calculating member forces and lateral deflection of structure is provided. At last, a method for calculating effective-length factor of column is provided by analyzing the effect of restraint of column ends, other columns in same story and neighboring story on effective-length of columns. The calculation examples show that the results obtained by the method developed in this paper are agreeable to the analytic results of finite element program Sap
84 and the method provided in this paper not only is simple and practical but also has the advantage of less amount computation.
引文
[1] 陈富生等：高层建筑钢结构设计，中国建筑工业出版社，2000年
[2] John B．Scalzi：The staggered Truss System-Structural Consideration， Engineering Journal，AISC，October 1971
[3] 林同炎、S.D．思多台斯伯利：结构概念和体系，王传志译，中国建筑 工业出版社，1985年
[4] Harold P.Bakke，Lawrence A．Kloiber and Albert C．Nuhn：Staggered Truss Building Systems，Civil Engineering，ASCE，November 1969
[5] 周绪红、莫涛、蔡益燕等：新型交错桁架结构体系的应用，钢结构， 2000年
[6] A．E．Hassler：Erecting the Staggered Truss System：A View from the field，Engineering Journal，AISC，April 1986
[7] Robert J．Hansen，William J．Lemessurier and Peter J．Pahl：New Steel Framing System Promises Major Savings in High-Rise Apartments， Architecture Record，June 1966
[8] Bungale S．Taranath：高层建筑钢混凝土组合结构设计，罗福午、方鄂 华等译，中国建筑工业出版社，1999年
[9] Raj P．Gupta and Subhash C．Goel：Dynamic Analysis of the Staggered Truss Framing System，Journal of Structure Division，July 1972
[10] Robert D．Hanson and Glen V. Berg：Seismic Design of Staggered Truss Buildings，Journal of Structural Division，January 1974
[11] R．E．Leffler：Calculation of Wind Drift in Staggered-Truss Buildings, Engineering Journal，AISC，January 1983
[12] Socrates A．Ionnides and Stanley D．Lindsey：Staggered Truss Adapted to High Rise，Civil Engineering，ASCE，June 1985
[13] M．P．Cohen：Design Solution Utilizing the Staggered Steel Truss System，Engineering Journal，AISC，March 1986
[14] R．K．Huzzard and J．W.Larson：Economical Steel Framed High-Rise
Residential Buildings，Steel Construction(Australia)，November 1988
[15] Fintel Mark：Staggered Wall Beam for Multistory Buildings，Civil Engineering，August 1968
[16] Fintel Mark：Staggered Transverse Wall Beam for Multistory Concrete Buildings，Journal of The American Concrete Institute，May 1968
[17] Allen L．Mee，Ian J．Jordaan and Michael A．Ward：Wall-Beam Frames under Static Lateral Load，Journal of Structural Division，February 1975
[18] 梁启智、梁平：高层建筑跳层桁架体系侧力作用的结构分析，华南 理工大学学报，1996年第6期
[19] 梁启智、梁平：框架柱的侧移刚度，华南理工大学学报，1995年第 1期
[20] 王祖华、吴勇明：钢筋混凝土错列桁架体系的结构分析，华南理工 大学学报，1993年9期
[21] 王祖华、吴勇明：错列桁架-框架-剪力墙结构的内力与位移计算，华 南理工大学学报，1995年1期
[22] 王祖华、吴勇明：错列桁架-框架-剪力墙结构的分析，华南理工大学 学报，1995年3期
[23] 莫涛、周绪红、刘永健等：交错桁架结构体系的受力性能分析，建 筑结构学报，2000年第2期
[24] 殷凌云、王志浩：错列桁架结构体系的抗侧力特性和简化计算(待 发表)
[25] 唐兴荣、蒋永生、丁大钧等：间隔桁架式框架的静力性能分析，建 筑结构，1997年第10期
[26] 曾华卿、许敏：钢筋砼空腹桁架式框架在房屋加层中的应用，建筑 结构，1993年第6期
[27] 彭锡麟、曾华卿：房屋增层抗侧力体系的研究，建筑结构，1995年 第4期
[28] 丁圣果、李绮文等：全框架加层的结构形式分析，建筑结构，1995 年，第5期
[29] 汪良俊等：无粘结预应力钢筋混凝土空腹桁架在结构中的应用，建
筑结构，1996年第5期
[30] 王祖华、吴勇明：多高层建筑中转换层结构体系的分析,第十一届 全国高层建筑结构学术交流会论文集，北京，1990年
[31] 张誉、赵敏等：空腹桁架式结构转换层的实验研究，建筑结构学报， 1999年第20卷第6期
[32] 顾建明：钢筋混凝土框架-桁架体系的结构分析和设计建议，苏州 城建环保学院学报，1999年第12卷第1期
[33] 熊瑞生、谢光发:钢桁架在混凝土结构加固工程中的一个应用，信 阳师范学院学报，1999年第12卷第1期
[34] 吴勇明：多高层建筑中转换层结构体系的分析与设计，广州，华南 理工大学，[学位论文]，1990年
[35] 中华人民共和国国家标准，建筑结构荷载规范(GBJ9-87) ，北京， 中国计划出版社，1989年
[36] 中华人民共和国国家标准，钢结构设计规范(GBJ17-88) ，北京，中 国计划出版社，1989年
[37] 齐志成：用连续代入法分析兼有水平和垂直位移时的直杆复式刚架， 湖南省建筑设计院，1978年
[38] 唐兴荣、蒋永生、丁大钧等：用连续代入法分析空腹桁架的内力， 建筑结构，1996年第11期
[39] 沈为民：钢筋混凝土连续空腹桁架结构转换层的内力分析，福州大 学学报，1996年第27卷第3期
[40] 龙驭球、包世华：结构力学，人民教育出版社，1982年
[41] 王万钊、秦修煜等：钢筋混凝土桁架式结构在水平荷载下的性能实 验研究，工程抗震，1973年第1期
[42] 梁启智：刚架柱的计算长度，钢结构研究论文报告选集，全国钢结 构标准技术委员会，1982年
[43] 苏长吉：顶层铰接框架柱的侧移刚度计算，建筑结构，1993年第3 期
[44] 包世华、方鄂华：高层建筑结构设计(第二版)，清华大学出版社
[45] 吴惠弼：框架柱的计算长度，钢结构研究论文报告选集，全国钢结
构标准技术委员会，1982年
[46] 孙训方等：材料力学，高等教育出版社，1982年
[47] 颜永弟：框架和框架-剪力墙结构的侧移估算，重庆建筑大学学报， 1997年第19卷第6期
[48] 徐培兴：框架-剪力墙结构水平荷载的内力位移分析，武汉城市建 设学院学报，1996年第13卷第6期
[49] 刘建新：高层建筑结构P-△效应实用计算方法，建筑结构，1995 年第二期
[50] 钢结构手册(第八版)，美国钢结构协会，1980年
[51] 李少泉：有侧移刚架弹性屈曲的简化分析，钢结构，1992年第2期
[52] 李少泉：无侧移刚架弹性屈曲的简化分析，钢结构，1999年第4期
[53] 赵传智：单层厂房砼排架柱的计算长度，建筑结构学报，1992年第 13卷第6期
[54] 四川省建筑科学研究所：单层厂房柱的计算长度，吉林建筑技术通 讯，1977． 2
[55] 吴德伦：单层厂房排架柱的稳定性，建筑结构学报，1982年第1期
[56] 郝仕玲、陈瑞金：钢构架柱子的计算长度，电力建设，1999年第八 期
[57] 王胜利：考虑侧移失稳的弹性框架柱的计算长度，安徽建筑工业学 院学报，1995年第3卷第2期
[58] 杨春雷：框架支承史无吊车排架柱计算长度，广西土木建筑，1996 年第27卷第3期
[59] F.布莱希著，同济大学钢木结构教研室译：金属结构屈曲强度，科学 出版社，1965年
[60] 华南工学院《建筑力学》编写组：建筑力学，人民教育出版社，1980 年
[2] John B．Scalzi：The staggered Truss System-Structural Consideration， Engineering Journal，AISC，October 1971
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[27] 彭锡麟、曾华卿：房屋增层抗侧力体系的研究，建筑结构，1995年 第4期
[28] 丁圣果、李绮文等：全框架加层的结构形式分析，建筑结构，1995 年，第5期
[29] 汪良俊等：无粘结预应力钢筋混凝土空腹桁架在结构中的应用，建
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[30] 王祖华、吴勇明：多高层建筑中转换层结构体系的分析,第十一届 全国高层建筑结构学术交流会论文集，北京，1990年
[31] 张誉、赵敏等：空腹桁架式结构转换层的实验研究，建筑结构学报， 1999年第20卷第6期
[32] 顾建明：钢筋混凝土框架-桁架体系的结构分析和设计建议，苏州 城建环保学院学报，1999年第12卷第1期
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[43] 苏长吉：顶层铰接框架柱的侧移刚度计算，建筑结构，1993年第3 期
[44] 包世华、方鄂华：高层建筑结构设计(第二版)，清华大学出版社
[45] 吴惠弼：框架柱的计算长度，钢结构研究论文报告选集，全国钢结
构标准技术委员会，1982年
[46] 孙训方等：材料力学，高等教育出版社，1982年
[47] 颜永弟：框架和框架-剪力墙结构的侧移估算，重庆建筑大学学报， 1997年第19卷第6期
[48] 徐培兴：框架-剪力墙结构水平荷载的内力位移分析，武汉城市建 设学院学报，1996年第13卷第6期
[49] 刘建新：高层建筑结构P-△效应实用计算方法，建筑结构，1995 年第二期
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[51] 李少泉：有侧移刚架弹性屈曲的简化分析，钢结构，1992年第2期
[52] 李少泉：无侧移刚架弹性屈曲的简化分析，钢结构，1999年第4期
[53] 赵传智：单层厂房砼排架柱的计算长度，建筑结构学报，1992年第 13卷第6期
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[59] F.布莱希著，同济大学钢木结构教研室译：金属结构屈曲强度，科学 出版社，1965年
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