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北京工业大学发挥钢结构学科的优势和钢结构创新研究经验，受远大可建科技有限公司委托，联合远大科技集团、中国建筑科学研究院、湖南大学、远大可建科技有限公司承担了湖南省战略性新兴产业科技攻关项目《装配式斜支撑钢结构建筑技术研究与应用》，对该体系进行了理论分析、有限元模拟、结构构件和体系试验研究，经过多层次的计算分析、优化设计、试验和结构设计，最终获得了该体系的受力特性和破坏机理，使其满足现行钢结构设计规范及相关规范要求。

　

　（1）钢网架结构整体有限元分析与设计研究

　　分别采用目前国内通用的有限元设计分析软件Etabs、Midas/GEN、SAP2000、ANSYS进行结构分析（包括静力分析、反应谱分析、弹性时程分析）与设计。在建Etabs、Midas/GEN、SAP2000有限元模型中，整个模型包含15万梁杆系单元、26000个楼板单元。模型庞大，模拟的精度高，能够较为真实地模拟结构的真实受力情况。在有限元模型的设计中，通过建立弹性单元连接，考虑了螺栓拼装连接节点的影响，连接节点的刚度是通过节点试验测得的实际刚度带入整体分析模型，使分析模型的受力能够非常真实地反映实际结构受力。基于该软件的中国规范设计程序，进行了8度常遇地震的内力计算和设计，结果证明其能够满足8度设防的抗震要求。同时采用ANSYS软件进行了最大工况荷载的精细有限元分析，共划分了100万单元，采用高性能计算机工作站进行了详细的计算，并与Etabs、MIdas、Sap2000有限元相同工况的结果进行了对比，ANSYS与Etabs、MIdas、Sap2000软件分析结果差别较小，分析结果得到了互相验证。同时，采用ansys软件的APDL语言开发了基于中国钢结构规范的后处理设计程序，该程序结果与Etabs、MIdas、Sap2000有限元设计结果相比，四者的腹杆计算结果基本相同，梁上下弦杆有所不同，但是都能满足规范要求。

　　（2）钢网架整体结构大震弹塑性分析

　　采用ansys和ABAQUS软件，建立反映实际结构受力的空间杆系有限元模型，根据设计软件优化出的截面，进行9度罕遇地震的大震弹塑性时程分析。根据新《建筑抗震设计规范》的要求，选用了两条天然波（EL-Centro波和Taft波）和一条人工波，将峰值调整到了620cm/s2,进行弹塑性时程分析。分析表明，该体系在9度罕遇地震作用下，整个塑性应变的积累和构件损伤都较小，塑性应变主要布于柱子斜支撑和斜支撑节点区外的桁架梁腹杆上，柱子塑性应变很小。该体系的破坏机理为，桁架腹杆首先进入屈服,斜撑范围内的柱段应力较低，没有或者较晚进入屈服。体系具有较好的延性，满足“强柱弱梁、强节点弱构件”的受力要求。
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