基于能力谱法的钢框架抗震性能评估.pdf

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1、低温建筑技术2013年第6期(总第180期)基于能力谱法的钢框架抗震性能评估白凡，杨娜，王晓峰(北京交通土木建筑工程学院。北京100044)【摘要】介绍了能力谱法基本原理与技术路线，结合我国地震烈度设防规定，采用SAP2000有限元程序，针对一个9层钢框架结构，利用能力谱法进行了分析，得到了结构的层间信息以及塑性铰发展机制，并研究了钢框架静力推覆曲线和性能点随框架柱刚度变化的规律。结果表明，随着梁，柱刚度的增加，结构在强震作用下的对应性能点的基底剪力增大，顶点位移减小，说明结构能力谱法是结构抗震性能分析的有效方法，设计人员可以依据能力谱法评估结果调整构件来满足工程抗震

2、需要。【关键词】静力弹塑性分析；能力谱法；钢框架【中图分类号】TU391【文献标识码】B【文章编号】1001—6864(2013)06—0o64—03THEs]吼SMICPERFoRMANCEASSESSNⅡNTOFSTEEIFRAⅣⅡeSBASEDoNCAPACITYSPETRUMⅣ【ETHoDBAIFan，YANGNa，WANGXiao—feng(SchoolofCivilEngineering，BeijingJiaotongUniversity，Beijing100124，China)Abstract：Thepaperdescribesthebasicprinc

3、ipleandtechnicalrouteofthecapacityspetrummeth—od．CombinedwithChineseseismiccode．usingthecapacityspetrummethodtoanalysisa9一storysteelbuildingbytheSAP2000finiteelementsoftware．Findoutthelawofsteelpushovercurveunderthechangeofcolumnstiffness．Theresultshowsthatthecapacityspetrummethodisanef

4、ectivemethodtoassesstheperformanceandstructuralbehaviorofthestructureunderthesesimicaction，whichdisignercanchooseappropriatememberbythecapacityspetrummethodtomeettheneedofengineering．Keywords：nonlinearstaticpushoveranalysis；capacityspetrummethod；steelframe能力谱法是静力弹塑性抗震设计方法的一种，在工程度体系，将原结构

5、体系通过静力推覆得到的基底剪力一顶应用中比较普遍。该方法在1975年由Freeman⋯提出，1987点位移曲线转化为等效单自由度体系的谱位移一谱加速度年由FafaL2以N2法的形式发表，到1996年被美国ATC一格式的能力谱。按照上述非线性单自由度体系的阻尼比对4

6、D规范采用，在日本建筑基准法BSL2000中也采用了该设计规范反应谱进行折减，得到针对该等效单自由度体系方法-4J，2005年，美国应急管理署FEMA440对能力谱法在给定地震水准下的弹塑性反应谱，并转化为谱位移一谱做了一定的改进后，被美国联邦公路协会采用在桥梁抗震加速度格式。将能力谱和需求谱结合在一起后，

7、求出在给设计规范中。定地震作用下，等效单自由度体系的性能点。通过性能点本文结合中国地震烈度设防水准，利用美国规范需求反推到多自由度体系结构中的顶点和基底剪力，求出原结谱与中国规范反应谱关系的转变，采用能力谱法对一个9层构各层的层间位移，屈服机制等结构性能，来评估原结构是钢框架结构标准模型_6进行了抗震性能分析，得到了该钢否满足在指定地震水准下的性能目标。框架结构在8度罕遇地震下的性能点状态，以及与之对应的2计算实例层间位移，塑性铰发展机制等信息，并研究了随柱刚度的变2。1结构描述化，结构静力推覆曲线以及性能点对应的基底剪力与顶点本文选用依照一个九层钢结构为研究对象。考

8、虑到位移的变化，表明利用能力谱法得到的结构信息结合中国该结构主要依靠周边的钢框架抵抗地震作用，所以只对承抗震设计规范，可以有效指导设计人员调整构件来满足实受主要地震作用的一榀钢框架进行分析，框架具体结构数际工程中的抗震设防需求。据如图1所示。1能力谱法的基本原理利用SAP2000有限元软件，如图2所示建立了有限元能力谱法将多自由度体系转化为等效的非弹性单自由模型，框架结构采用杆单元模拟，按照文献中的方法将[基金项目]国家自然基金面上项目(51078026)；新世纪优秀人才支持计划(NCET一11—0571)；中央高校基本科研业务费专项资金资助(201