高烈度设防多层轻钢结构抗震性能分析

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1、四川建筑科学研究第４０卷第２期１５４ＳｉｃｈｕａｎＢｕｉｌｄｉｎｇＳｃｉｅｎｃｅ２０１４年４月高烈度设防多层轻钢结构抗震性能分析史三元，崔立杰（河北工程大学土木工程学院，河北邯郸０５６０３８）摘要：利用有限元分析软件ＳＡＰ２０００构建６层纯框架轻钢结构，以此为基础对结构布置中心支撑（ＣＢＦ）、偏心支撑（ＥＢＦ）和钢板剪力墙（ＳＰＳＷ），计算在８度罕遇地震作用下的地震响应，从抗侧力、模态分析和动力时程分析，对４种结构体系进行弹塑性时程的对比分析，比较其动力特性及抗震性能。关键词：中心支撑；偏心支撑；钢板剪力墙；抗震性能中图分类号：ＴＵ３１８文献标志码：Ａ文章编号：１００８－１９３３（２０

2、１４）０２－１５４－０４ＡｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅｓｅｉｓｍｉｃｒｅｓｉｓｔａｎｃｅａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｈｉｇｈｉｎｔｅｎｓｉｔｙｆｏｒｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｍｕｌｔｉｌａｙｅｒｌｉｇｈｔｓｔｅｅｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓＳＨＩＳａｎｙｕａｎ，ＣＵＩＬｉｊｉｅ（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨｅｂｅｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｈａｎｄａｎ０５６０３８，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔａｎａｌｙｓｉｓｓｏｆｔｗａｒｅＳＡＰ２０００ｗａｓａｐｐｌｉｅｄｔｏｅｓｔａｂｌｉｓｈａｓｉｘｓｔｏｒｅｆｒａｍｅｗｏｒｋ

3、ｌｉｇｈｔｓｔｅｅｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．Ｂａｓｅｏｎｔｈｅｃｉｒｃｕｍｓｔａｎｃｅ，ｔｈｅｃｅｎｔｒａｌｓｕｐｐｏｒｔ（ＣＢＦ），ｔｈｅｅｃｃｅｎｔｒｉｃｓｕｐｐｏｒｔ（ＥＢＦ），ｔｈｅｃｏｒｎｅｒｓｕｐｐｏｒｔａｎｄｔｈｅｓｔｅｅｌｐｌａｔｅｓｈｅａｒｗａｌｌ（ＳＰＳＷ）ｗｅｒｅｉｎｄｉｖｉｄｕａｌｌｙｍａｄｅｆｏｒｔｈｅｓｔｅｅｌｆｒａｍｅ．Ｔｈｅｅａｒｔｈｑｕａｋｅｒｅｓｐｏｎｓｅｗａｓｃａｌｃｕｌａｔｅｄｕｎｄｅｒｔｈｅｒａｒｅｅａｒｔｈｑｕａｋｅｏｆ８ｄｅｇｒｅｅｓ．Ｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄｔｈｅｓｅｉｓｍｉｃｒｅｓｉｓｔａｎｃｅａｂｉｌｉｔｙ

4、ｗｅｒｅｃｏｍｐａｒｅｄ，ｏｎｔｈｅｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｔｈｅｅｌａｓｔｉｃａｎｄｐｌａｓｔｉｃｔｉｍｅｈｉｓｔｏｒｙｏｆｆｏｕｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｙｓｔｅｍｓ．Ｆｒｏｍｔｈｅｌａｔｅｒａｌｒｅｓｉｓｔａｎｔａｂｉｌｉｔｙａｎｄｎａｔｕｒａｌｖｉｂｒａｔｉｏｎｐｅｒｉｏｄｏｆｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｔｈｅｍｏｄａｌａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｔｈｅｄｙｎａｍｉｃａｎａｌｙｓｉｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃｅｎｔｒａｌｓｕｐｐｏｒｔ；ｅｃｃｅｎｔｒｉｃｓｕｐｐｏｒｔ；ｓｔｅｅｌｐｌａｔｅｓｈｅａｒｗａｌｌ；ｓｅｉｓｍｉｃｒｅｓｉｓｔａｎｃｅａｂｉｌｉｔｙ保护支撑斜杆免遭过早屈曲，相应地延长和

5、有效地０引言保持结构抗震能力的持续时间，且可有效地节约钢［２］钢框架的形式主要有纯框架（ＵＢＦ）、中心支撑材。本文通过有限元方法，建立分析模型，分析４框架（ＣＢＦ）、偏心支撑框架（ＥＢＦ）和钢板剪力墙框种结构体系抗震性能变化规律，并进一步对比分析架结构（ＳＰＳＷ）。ＵＢＦ结构体系在地震的作用下结不同形式框架结构对多层轻钢结构抗震性能的影构将产生较大的侧移，一旦达到结构的极限，会发生响。严重破坏，甚至倒塌。ＣＢＦ、ＥＢＦ、ＳＰＳＷ作为双重抗１模型建立侧力体系，支撑、钢板剪力墙作为弯曲结构，是结构的第一道防线，框架结构作为第二道防线，两者协同１．１模型概况工作能使结构产生良好的抗震效果。本

6、文采用６层钢框架结构模型，层高３ｍ，基本ＥＢＦ是近年来发展起来的一种新型的抗震结构柱网１５ｍ×２４ｍ，模型横向三跨，跨度分别为６０形式，设计合理的偏心支撑结构体系，可使耗能段在ｍ、３０ｍ、６０ｍ，共１５ｍ，纵向柱距６０ｍ，４个柱正常使用阶段或小震情况下保持在弹性范围内，而距，共２４０ｍ。结构的平面如图１所示，通过［１］在强震作用下，通过耗能段的非弹性变形耗能。［３］ＧＢ５００１７—２００３《钢结构设计规范》和ＧＢ５００１１—其充分利用支撑与柱或支撑与支撑之间的耗能梁［４］２０１０《建筑抗震设计规范》等规范，计算其主要结段，具有极好的耗能能力以抵抗大的地震影响，还可构构件尺寸，

7、见表１。本结构所处地区的抗震设防烈度为８度，建筑收稿日期：２０１３０１２１作者简介：史三元（１９５９－），男，河北唐山人，教授，硕士研究生导场地类别为Ⅱ类，设计地震分组为第一组，设计地震师，主要从事结构工程、岩土工程及土木工程专业领域的科研与教学加速度为００２ｇ，特征周期Ｔｇ＝０２５ｓ。轻钢结构工作。基金项目：河北省自然科学基金项目（Ｅ２０１０００１０１２）框架的阻尼比ξ＝００２。Ｅ－ｍａｉｌ：７０４５０４３４２＠ｑｑ．ｃｏｍ填充墙的