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《K形中心支撑钢框架的结构影响系数》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、苏州科技学院学报(工程技术版)第20卷第4期J.ofUniversityofScienceandTechnologyofSuzhouVol.20No.42007年12月(EngineeringandTechnology)Dec.2007K形中心支撑钢框架的结构影响系数12沙广璟,何若全(1.浙江杭萧钢构股份有限公司,浙江杭州310003;2.苏州科技学院土木工程系,江苏苏州215011)摘要:通过对K形中心支撑钢框架的pushover分析,考虑不同层数对结构影响系数的影响,对6、9、12层中心支撑钢框架进行了分析,得出在不同层数下的结构影响系数,为结构影响系数的取值提供参考。关键词:结构影响系
2、数;pushover分析;K形中心支撑钢框架中图分类号:TU313.2文献标识号:A文章编号:1672-0679(2007)04-0001-05我国建筑结构抗震设计自1989年起采用小震弹性设计法,该方法相当于结构影响系数2.8。2.8的来源[1]是以一般的钢筋混凝土结构体系为基础,对于钢结构,《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)(以下简称《抗震规范》)仍沿用了2.8这一系数,其弊端是:(1)各种结构体系的抗震设计,地震作用取值相同,不具有相同的可靠度,对某些结构体系甚至是偏于不安全的;钢结构的延性优于钢筋混凝土结构,地震作用理应小于钢筋混凝土结构,这一点在规范中未得到反映,使钢结
3、构抗震设计用钢量偏大,制约了钢结构的发展。(2)为方便设计人员的计算,小震弹性设计法将单一的结构影响系数隐含其中,设计人员不清楚还应考虑结构耗能、超强对设防烈度地震下弹性反应进行折减,与国际上先进的抗震设计理论拉开了距离。结构影响系数既是基于强度的抗震设计(Force-basedSeismicDesign)理论中确定设计地震力的关键因素,又是基于性态的抗震设计(Performance-basedSeismicDesign)中的基础理论之一,结构影响系数的研究对[2,3]于发展改进现有的抗震设计理论、提高工程结构的安全性和经济性具有重要意义。结构影响系数主要是为了反映实际结构与单质点弹性体系间的
4、差异。影响这种差异的因素有结构形式、结构的塑性变形能力、结构的阻尼比、非结构构件的作用、地基变形等。国内对包括中心支撑钢框架在内的结构影响系数研究尚未开展,K形中心支撑钢框架的应用虽然并不广泛,但对于完善各种结构形式的结构影响系数,提供钢结构抗震设计的合理方法,具有一定的理论意义。1结构影响系数1.1结构影响系数的定义结构影响系数主要和结构的延性和超强有关。按极限状态设计法,结构影响系数的定义如图1所示。横坐标为结构顶点的水平位移,纵坐标为结构基底剪力,ODEFG为强震下结构的实际反应曲线,OA线为结构保持完全弹性时的反应曲线,ODCG为理想弹塑性的结构反应曲线。Ve、Vy、Vd分别代表结构为
5、完全弹性时最大基底剪力、显著屈服时基底剪力、设计的基底剪力;Δe、Δy、Δd为对应的顶点水平位移,Δmax为实际结构的顶点最大侧移。结构影响系数:R=Ve/Vd=(Ve/Vy)·(Vy/Vd)=RuRΩ位移放大系数:Cd=Δmax/Δd式中,Ru=Ve/Vy为结构延性系数;RΩ=Vy/Vd为结构超强系数;结构的实际侧移等于设计地震作用的弹性位移乘以位移放大系数,即Δmax=CdΔd。图1结构的总体反应—————————[收稿日期]2007-05-15[基金项目]国家自然科学基金资助项目(50578099);江苏省教育厅自然基金项目(05KJB560128)[作者简介]沙广璟(1982-),男,
6、江苏盐城人,硕士研究生。2苏州科技学院学报(工程技术版)2007年1.2显著屈服点的求解显著屈服时的基底剪力Vy,对于延性较大的中心支撑钢框架结构,采用文献[4]中的双直线法,该方法从结构吸收的能量相等及双直线与实际反应曲线偏离值之和为最小两个条件出发,从众多直线中选取两条来代替实际反应曲线,该方法概念明确,数学推理严格,在理论上也有可取之处。以直线OB,BA代替实际反应曲线OA,交点B为屈服点。其中替代直线满足以下两个条件:(1)要求外力对结构所做的功保持不变,即实际曲线所围的图2理论与实际曲线比较面积和双直线与Δ轴所围的面积相等;(2)选择的双直线应是满足条件(1)的无数双直线中最接近实际
7、曲线的,即S1+S2+S3为最小。1.3技术路线通过反复迭代的过程求解结构影响系数,具体求解过程如下:(1)按照国内相关规范设计K形中心支撑钢框架结构,得出相应的设计基底剪力Vd;(2)对该结构进行pushover分析并得到基底剪力-顶点位移曲线;(3)对pushover分析数据进行整理、分析,得到结构影响系数Ri,校核
8、(Ri-Ri+1)/Ri
9、!5%是否成立。如不成立,则调整设计基底减力,重新
