多层薄柔钢框架的强度折减系数研究

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1、2007全国轻型钢结构技术研讨会论文集多层薄柔钢框架的强度折减系数研究吴香香“2陈以一1(1．同济大学土木工程学院上海210092；2．上海现代建筑设计(集冈)有限公司技术中心上海200041)摘要：结构抗震设计中地震作用的合理取值和结构的延性直接相关。对于由薄柔板件H型截面梁柱构成的钢框架，由于板件局部屈曲的出现弱化了构件乃至结构的延性，因此这类钢框架(本文称其为薄柔钢框架)不应与普通钢框架一样取多遇地震对应的地震力作为水平地震设计力，而应根据钢框架的强度折减系数辟(与钢框架的薄柔程度有关)取大于多遇地震作用的荷载。这一地震作用的调整

2、，也可等效为结构抗震承载力的调整，以便与现行抗震设计规范协调。在已有研究成果的基础上，并基于等能量准则，对这一类钢框架的强度折减系数研进行了详细的分析研究，给出了计算研值的简化公式和研的近似取值。基于这些研究成果，即可以对薄柔钢框架进行抗震设计。最后提出了地震力调整系数的概念并给出了薄柔钢框架的抗震设计方法和抗震设计流程图。关键词：薄柔钢框架强度折减系数抗震设计InvestigationofStren@h-ReductionFactorsforMulti-StorysteelFr锄esComposedofMemberswithSlend

3、erorNon-compactSectionwuxiangxiang1'2Chenyiyil(1．CollegeofCiVilEngineering，Ton鲥iuniVersity，Shanghai，2100922．TbchnicalCenterofShanghaiXianDaiArchitecturalDesign(Group)Co．，Ltd．，Shanghai，200041)Abstract：Strengtll一reductionfactorformulti—storysteelframescomposedofmemberswith

4、slenderornon—compactsectionisinVestigatedinthispaper．ForlocalbucklingoccurredearlyatthememberS，thesteelfhmescomposedofmemberswithslenderornon—compactsectionhaspoorductilityandlowcapability，a11dt11enthestrength—reductionfactorformeseframesisli仕lerthanthatinductileframes．B

5、asedont11ePushoveranalVsisandalotoffr姗emodalsanalVzed，thestren2th—reductionfactorfort

6、leseframesisinVestigated．Thesimplifiedf．onllulatocalculatethisfactoranditsapproximateValueisproposedaccordingtodif．ferentcases．Theflowchartfbrdesigningsuchsteelftamesisfinallygiven．Keyw

7、ords：steelframesofslender-sectionornon—compactsection，sⅡ℃ngthreductionfactor’seisrIlicdesign1引言随着2000年国家鼓励建筑用钢政策的出台，住宅钢结构在近年内得到了迅速的发展。而大宽厚比构件由于具有良好的经济性更被广泛地应用于别墅和低多层普通住宅的钢框架中【11。由于构件板件的宽厚比较大，板件受压时较易出现局部屈曲。虽然框架中部分板件的局部屈曲不意味着框架承载的极限状态，但关键截面局部屈曲的出现会退化结构的刚度、弱化构件的塑性耗能性能、一定程度上

8、降低结构的延性、降低框架内力重分布的能力，加快结构承载力退化的速度。根据分析，构件薄柔性对钢框架性能的影响有二：1)结构延性的降低；2)结构屈服荷载的减小。本文基于等能量准则对薄柔钢框架的强度折减系数进行了分析，在此基础上提出了这一类钢框架的抗震设计方法。2薄柔钢框架强度手折减系数．53．众所周知，在强震动作用下，可利用结构的弹塑性变形能力(延性耗能能力)使结构的实际强度设计得比按照结构完全弹性反应要求的强度低。强度降低的程度即用强度折减系数见来表示，如下式：尺，：旦(1)iF。上式中，E表示强震动激起的单自由度弹性系统的最大地震惯性力

9、(从结构能力角度，也就是弹性结构的弹性极限强度)，R表示相应的单自由度延性系统的最大地震惯性力(从结构能力角度，即结构的屈服强度)；可通过图l进行解释。图1中，F表示单自由度体系的地震惯性力，△表示单自由度