多高层钢结构抗侧性能静动力研究

《多高层钢结构抗侧性能静动力研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、多高层钢结构抗侧性能静动力研究　　摘要：本文通过建立钢框架和钢框架支撑两种模型，从平面模型和三维模型两个方面出发，采用SAP2000软件分析了两种结构体系的抗侧性能。计算分析表明，钢框架支撑结构的抗侧刚度比钢框架结构大，采取适当的支撑可以有效减小结构的侧移量、基底剪力和自振周期。关键词:支撑；抗侧性能；侧移量；基底剪力Abstract:inthispaper,throughtheestablishmentofsteelframeandsteelframesupporttwokindsofmodels,star

2、tingfromthetwoaspectsofplanemodelandthree-dimensionalmodel,lateralresistantperformanceoftwokindsofstructuresystemisanalyzedbySAP2000software.Calculationandanalysisshowthat,steelbracedframelateralstiffnessratioofsteelframestructure,takeappropriatesupportcane

3、ffectivelyreducetheamountoflateralstructure,baseshearandvibrationperiod.Keywords:support;lateralresistance;lateralshift;baseshear中图分类号：TU3917文献标识码：A文章编号：2095-2104（2013）引言当前的高层刚结构中，其抗震性能比较好，但是钢框架结构应用到多高层钢结构结构体系，它的抗震性能又有什么特点，支撑对小高层钢框架结构的抗震性能有什么具体的影响。本文结合相关的论文

4、，对这些问题进行了探讨。1平面模型1.1平面模型的建立平面模型采用SAP2000中的连接支座单元进行建模，采用六层框架结构，三跨，每跨4米，每层高3米，下段柱固定支座。分别建立钢框架平面模型和钢框架支撑平面框架模型，进行静力和反应谱分析，最后进行对比，分析支撑对钢框架结构的影响。为分析方便，将每一层的第二列的节点定义1000kg的质量，以供进行模态分析和反应谱分析。表1框架体系主要构件表1.2结构的静力对比分析将一个集中作用力10kN作用于结构的顶层，观察两结构的位移情况。这个分析是最基本的分析，很明显刚框架

5、表2框架抗侧刚度7支撑结构的层位移减小了许多，说明其加了支撑之后刚度增大了，体现了刚框架支撑的抗侧刚度与钢框架结构的抗侧刚度的大小差别。1.3模态分析通过模态分析可以了解结构的各个振型其对应的表3框架自振周期比较单位：s自振周期，是反应谱法和时程分析法的前期工作。SAP2000计算得出平面模型的自振周期如表3所示，从表中可以得出结论：随着结构的自振周期减小，抗侧刚度增加。刚度与周期成反比。很明显，钢框架支撑的基本周期要比钢框架的基本周期小。1.4反应谱法对比分析使用SAP2000的反应谱法对两个结构进行分析，

6、基本地震信息按照此：7度区0.1g，地震分组第二组，场地类型二类。查抗震规范，当前的水平地震影响系数最大值为0.08，特征值周期Tg为0.35s，结构的阻尼比为0.05。计算得出框架楼层最大水平位移如图2，层间位移如图3所示。从图中可以得出：7(1)由图2，钢框架支撑的最大水平位移明显小于钢框架的最大水平位移，说明有支撑能够提高钢框架的抗侧刚度，至于提高多少，依赖于选取的支撑构件的轴向抗拉抗压刚度。(2)钢框架结构的最大层间位移位于第4层，钢框架支撑结构的最大层间位移位于第二层。由图3，层间位移明显减小，说明

7、支撑起到了效果，通过增加抗侧支撑，增加了侧向刚度可以提高结构的整体的稳定和整体的抗侧移能力。2三维模型2.1模型的建立建立一个三维空间有限元分析模型，利用有限元分析软件SAP2000分析钢框架和钢框架支撑两种结构体系在动荷载作用下的时程分析。在建立整体有限元分析模型时候，把单元视为连续均匀的材料，梁单元和壳单元均被认为是具有线弹性性质的材料。所有节点视为刚性节点且底柱与地面视为固结。(1)模型介绍。本模型为11层钢框架结构，层高3米，平面矩形。轴线长44米，宽16米。材料密度按照程序默认的。钢框架支撑结构、钢

8、框架结构模型见图4、图5，框架构件信息见表4.表4框架体系主要构件表（mm）7(2)算例分析条件。本算例主要进行7度区设计基本加速度值为0.1g、0.15g和8度区的0.2g地震作用下的线性时程分析（仅作用Y方向的加速度）。场地类别为二类。2.2计算结果对两种模型进行三种地震情形下的线性时程分析，表5框架自振周期比较单位：s根据得到的结构基底剪力、结构的层间位移分析结果来进行两种结构体系的抗震性能分