X型支撑—框架结构pushover分析.pdf

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1、2０１６年第９期（总第１８６期）江西建材建筑与规划设计Ｘ型支撑—框架结构ｐｕｓｈｏｖｅｒ分析■王志鑫■滨州学院建筑工程系，山东滨州2５６６００摘要：本文以实际工程为背景，采用ＳＡＰ2０００分析了纯钢筋混凝土框架、带钢管支撑的钢筋混凝土框架和带钢管混凝土支撑的钢筋混凝土框架结构的抗震性能，分析结果表明，在纯框架结构中适当设置铰接支撑可以有效提高结构抗侧刚度，减小结构水平位移，增大结构耗能能力和抗震性能，并起到多道设防的效果。关键词：钢筋混凝土框架支撑抗震性能ＳＡＰ2０００近年来，世界各地强震频发，智

2、利的８.８级地震、阿富汗7.５级地震、印尼的7.９级地震、日本的９.０级地震以及中国的汶川地震等都造成了巨大的生命伤亡和经济损失，带来了重大灾难。钢筋混凝土框架结构是中国地震区广泛使用的一种结构形式，具有平面布置灵活，施工技术成熟等优点，但其抗侧刚度小、地震作用下水平位移大，结构抗震能力有限。框架剪力墙结构抗侧刚度大，抗震性能好，但结构自重大，对地基的处理要求高，空间布置不灵活。将钢结构支撑引入框架结构中，可以显著提高其延性和抗侧刚度，施工方便，自重较轻。１计算模型１．１工程概况本研究分析了烟台某

3、８层商场综合楼的主楼部分，该建筑首层层高５.１m，其他各层层高３.９m，总高度３2.4m，柱网平面尺寸６.０m×2８.7m，楼面附加永久荷载标准值为１.4ｋＮ／m，可变荷载标准值为图１7度罕遇地震作用下结构的抗震性能224.０ｋＮ／m；屋面附加永久荷载标准值为１.８９ｋＮ／m，可变荷载标准值撑受力、支撑最优布置、与支撑相连柱的受力性能等方面的理论机理和2为2.０ｋＮ／m；外墙荷载为2.2５ｋＮ／m，女儿墙荷载为０.９4ｋＮ／m；抗震设相关试验研究，以便更加客观、全面地把握多高层Ｘ型支撑－钢筋混防烈

4、度为7度（０.１ｇ），设计地震分组为一组，Ⅱ类场地（Ｔｇ＝０.３５ｓ）；凝土框架结构的抗震性能。采用ＰＫＰＭ进行设计，然后用ｓａｐ2０００进行结构抗震性能分析。１．２计算模型参考文献该工程采用三种不同的结构方案，Ｍ１为钢筋混凝土纯框架结构，［１］申永康，邵建华，王正中.偏心支撑钢框架塑性极限承载力分析柱截面尺寸均为６５０mm×６５０mm，横向框架梁截面为３００mm×８００mm，［Ｊ］.建筑科学，2００7，2３（7）：１－３.纵向框架梁截面为３００mm×６００mm，次梁截面为2５０mm×５００mm，

5、板厚［2］郭秉山，庄晓勇，闫月梅.Ｋ型偏心支撑钢框架支撑的设计研究为１2０mm，混凝土等级强度均为Ｃ３０。Ｍ2为钢筋混凝土框架－钢管中［Ｊ］.西安科技大学学报，2００7，27（１）：３０－３4.心支撑结构，第三榀与第八榀布置竖向连续Ｘ型中心支撑，支撑采用［３］闫月梅，郭秉山.Ｙ型偏心支撑钢框架受力性能有限元分析［Ｊ］.西直径１５０mm、壁厚６mm的Ｑ2３５钢管。Ｍ３为钢筋混凝土框架－钢管混安科技大学学报，2００９，2９（2）：１５4－１５８，１６4.凝土中心支撑结构，在Ｍ2钢管支撑内填充Ｃ３０混凝

6、土。利用［4］范苏榕.钢支撑加固钢筋混凝土框架结构的试验研究［Ｄ］.南京：南ＳＡＰ2０００进行分析，采用膜单元模拟水平楼板，空间杆单元模拟梁、柱京工业大学，2００2.和支撑，支撑两端与框架以铰连接。［５］于安林，顾伟良.Ｙ型钢支撑加固结构钢筋混凝土框架的非线性分２Ｐｕｓｈｏｖｅｒ分析结果析［Ｄ］.苏州：苏州科技学院，2０１０.本文采用横向倒三角形侧向加载的加载模式，进行7度罕遇地震［６］ＭａｓｒｉＡＣ，ＧｏｅｌＳＣ.ＳｅｉｓmｉｃｄｅｓｉｇnａnｄｔｅｓｔｉnｇｏｆａnＲＣｓｌａｂ－ｃｏｌｕmn的

7、计算，根据我国抗震相关系数调整ＡＴＣ－4０中的系数为：ＣＡ＝０.2，ｆｒａmｅｓｔｒｅnｇｔｈｅnｅｄｂｙｓｔｅｅｌｂｒａｃｉnｇ［Ｊ］.ＥａｒｔｈｑＳｐｅｃｔｒａ，１９９６，１2（4）：ＣＶ＝０.１7５.６4５－６６.从图１中可以看出：（１）结构的能力曲线近似为三段折线，第一阶［7］Ａ.Ｇｈｏｂａｒａｈ，Ｈ.ＡｂｏｕＥｌｆａｔｈ.Ｒｅｈａｂｉｌｉｔａｔｉｏnｏｆａｒｅｉnｆｏｒｃｅｄｃｏnｃｒｅｔｅ段为弹性阶段，第二阶段为耗能梁段屈服阶段，初步形成塑性铰，荷载ｆｒａmｅｕｓｉnｇｅｃｃｅnｔｒｉ

8、ｃｓｔｅｅｌｂｒａｃｉnｇ［Ｊ］.ＥnｇＳｔｒｕｃｔ2００１（2３）：74５－变形曲线平缓，第三阶段为极限阶段，塑性铰承载力向极限发展。（2）7５５.带支撑框架的耗能段明显增长。（３）由于刚度增大，对地震加速度的［８］ＭａｈｅｒｉＭＲ，ＨａｄｊｉｐｏｕｒＡ.Ｅxｐｅｒｉmｅnｔａｌｉnｖｅｓｔｉｇａｔｉｏnａnｄｄｅｓｉｇnｏｆｓｔｅｅｌ放大作用增大。（4）带支撑框架的性能点处谱位移、楼层位移和层间ｂｒａｃｅｃｏnnｅｃｔｉｏnｔｏＲＣｆｒａmｅ.ＥnｇＳｔｒｕｃｔ，2００３，ｌ2