带偏心支撑的半刚性钢框架结构抗震性能分析.pdf

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1、２０１６年第３期（总第１８０期）江西建材建筑与规划设计带偏心支撑的半刚性钢框架结构抗震性能分析■马英娟，曹帅，李艳■山东科技大学土木工程与建筑学院，山东青岛２６６５１０摘要：半刚性连接具有较好的耗能能力和抗震性能，但是半刚接钢框架抗侧移减小明显减小，但最大剪力都出现在底层；对Ｘ系列的钢框架，半刚性能力较弱，在地震作用下变形较大，因此需采用偏心支撑以提高结构的连接时，各层的剪力非常接近，节点刚度对各层的剪力影响不大，半刚抗侧移刚度。本文对无支撑、单斜式偏心支撑和人字形偏心支撑的半刚性连接时的各层剪力略大于完全刚接的钢框架。对Ｙ系列的钢框

2、架，性框架进行了多遇地震下弹性分析，分析了各模型的顶点位移、楼层最节点刚度对各层的剪力影响不呈规律，完全刚接钢框架的各层剪力仍大剪力的变化规律，总结出节点刚度的变化、偏心支撑的设置及类型对小于半刚性钢框架。因此，节点刚度对无支撑的钢框架各层的剪力影半刚性钢框架动力性能的影响。本文的研究成果为相关工程的设计和响较大，偏心支撑对钢框架各层的剪力影响较大，但节点刚度对设置偏抗震减灾工作提供了借鉴作用。心支撑的钢框架影响不明显。这说明，偏心支撑可有效增加结构的整关键词：半刚性钢框架节点刚度偏心支撑体刚度，使结构吸收的地震作用增大，从而使各层的

3、剪力增大。２．３不同支撑下楼层最大顶点位移刚性连接具有较好的耗能能力、抗震性能和塑性变形能力。但是，从不同支撑情况框架的顶点位移的结果中可看出，除刚接框架以半刚接钢框架侧向刚度低，抗侧移能力较弱，在地震作用下变形较大，外，Ｎ系列钢框架的楼层位移总是大于Ｘ系列和Ｙ系列钢框架；对刚会影响结构的正常使用。解决此缺点最有效的方法是设置抗侧体系，接钢框架，Ｎ系列钢框架第一层的顶点位移小于Ｘ系列和Ｙ系列，第偏心支撑是一种新型的抗框架支撑体系，一方面可以弥补半刚接钢框二层的顶点位移反之。因此，当半刚性钢框架的节点刚度一定时，设置架的缺陷，另一方面，

4、两种耗能能力较强的体系结合，表现出更强的抗偏心支撑可以有效降低楼层的顶点位移，增加结构的整体刚度。震性能。本文在总结国内外现有的研究成果的基础上，对带偏心支撑３结语的平面半刚性连接钢框架的抗震性能进行了分析研究，为相关工程的地震荷载作用下，比起刚性节点，半刚性节点部位能量耗散作用可设计和抗震减灾工作提供了借鉴作用。以降低位移反应。单斜式偏心支撑钢框架结构系列、人字形偏心支撑１模型的建立与分析钢框架结构系列分别与无支撑系列钢框架相比，偏心支撑的存在使结本文设计三组二层钢框架：无支撑、设单斜式偏心支撑框架及人字构的侧向刚度增加，减小了结构

5、的侧向位移，偏心支撑增加了结构的耗形偏心支撑的框架。Ｎ、Ｘ、Ｙ分别代表无支撑、单斜式偏心支撑、人字能能力和延性，从而增大了结构所受的地震作用，有利于结构的抗震。形偏心支撑钢框架。钢框架跨度为６ｍ，层高３．６ｍ，构件均采用焊接Ｈ型钢，柱截面尺寸为Ｈ３００×２５０×８×１２，梁截面尺寸为Ｈ３００×２００×８参考文献×１２，支撑采用Ｈ２００×１５０×８×１０。钢材采用Ｑ３４５，梁柱采用端板连［１］ＳｈｉＹＪ，ＣｈａｎＳＬ，ＷｏｎｇＹＬ．Ｍｏｄｅｌｉｎｇｆｏｒｍｏｍｅｎｔ－ｒｏｔａｔｉｏｎｃｈａｒａｃ接，场地为ＩＩ类，抗震设防烈度为８度，各

6、阶振型阻尼均取０．０５。每组ｔｅｒｉｓｔｉｃｓｆｏｒｅｎｄ－ｐｌａｔｅｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｓ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｔｒｕｃｔｕｒａｌＥｎｇｉｎｎｅｒ模型包括３个半刚性框架和１个刚接框架，半刚性框架的节点初始转ｉｎｇ，ＡＳＣＥ，１９９６，１２２（１１）：１３００－１３０６．动刚度分别Ｒ１＝３３４３９ｋＮ．Ｍ／ｒａｄ、Ｒ２＝５４１６５ｋＮ．Ｍ／ｒａｄ、Ｒ３＝［２］Ｙ．Ｘｉａｏ，Ｂ．Ｓ．Ｃｈｏｏ，Ｄ．Ａ．Ｎｅｔｈｅｒｃｏｔ．Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｓｉｎｓｔｅｅｌ１００３５０ｋＮ．Ｍ／ｒａｄ。各模型所承受的荷载均相同。

7、ａｎｄｃｏｎｃｒｅｔｅ．Ｉ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｂｅｈａｖｉｏｕｒｏｆｃｏｍｐｏｓｉｔｅｂｅａｍ－Ｃｏｌｕｍｎ２多遇地震下弹性时程分析ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｓ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎａｌＳｔｅｅｌＲｅｓｅａｒｃｈ，１９９４，３１２．１各模型的顶点位移分析（１）：３－３０．本文仅采用ＥＬ－ｃｅｎｔｒｏ地震波作用来模拟计结构在地震下的反［３］Ｔ．Ｑ．Ｌｉ，Ｄ．Ａ．Ｎｅｔｈｅｒｃｏｔ，Ｂ．Ｓ．Ｃｈｏｏ．Ｂｅｈａｖｉｏｕｒｏｆｆｌｕｓｈｅｎｄ－ｐｌａｔｅ应。由模拟结果可知：对无支撑钢框架，半刚接与刚接相比，半刚接钢

8、ｃｏｍｐｏｓｉｔｅＣｏｎｎｅｃｔｉｏｎｓｗｉｔｈｕｎｂａｌａｎｃｅｄｍｏｍｅｎｔａｎｄｖａｒｉａｂｌｅｓｈｅａｒ－框架的顶点最大位移明显增大，随节点初始转动刚度的减小，顶点最大ｍｏｍｅｎｔｒａｔｉｏｓ－Ｉ．Ｅｘｐｅｒｉｍ