D型偏心支撑钢框架抗震性能非线性时程分析.pdf

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1、第38卷第2期四川建筑科学研究2012年4月SiehuanBuildingScience179D型偏心支撑钢框架抗震性能非线性时程分析张磊，罗乾跃(中国建筑西南设计研究院有限公司，四川成都610042)摘要：针对D型偏心支撑钢框架的不同耗能梁段长度，运用有限元分析软件SAP2000对相应的算例进行非线性时程分析。通过对构件内力、节点位移等计算结果的分析得到了一些结论，以供工程设计人员参考。关键词：D型偏心支撑钢框架；耗能梁段；抗震；非线性时程分析中图分类号：TU375．4文献标识码：A文章编号：1008—1933(2012)02—179一o4N

2、onlineartime-historyanalysisonanti-seismiccapabilityofDstyleeccentricallybracedsteelframeZHANGLei．LU0Qianyue(ChinaSouthwestArchitecturalDesignandResearchInstituteCo．，Ltd．，Chengdu610042，China)Abstract：SomerelevantexamplesarepresentedaboutdiferentlengthsofactivebeamlinkofDstyl

3、eeccentricallybracedsteelframe．ThenthoseexamplesarecalculatedbyfiniteelementanalyticalsoftwareSAP2000．Finally，afteranalyzingtheresultsofcalculating，thisthesispresentssomeconclusionswhichareapplicabletostructuraldesigns．Keywords：Dstyleeccentricallybracedsteelframe；activebeaml

4、ink；anti—seism；nonlineartime—historyanalysism，1．0m，0．8m，0．6m，0．4m及0m(即中心支撑0引言形式)；梁、柱、支撑及耗能梁段的截面参数见表1，我国目前对于偏心支撑钢框架所取得的科研成构件尺寸均符合GB50011—2010(建筑抗震设计规果，绝大多数是根据结构力学的虚功原理进行推导，范》关于长细比及宽厚比的限值要求；钢材屈服强再以试验或计算机模拟分析进行验证得到的。然度取为235MPa。而，虚功原理的适用范围仅仅是结构小变形的情况，／／对于罕遇地震下所引起的结构大变形的情况，虚功／原理就

5、不一定再适用。而且，我国规程要求二阶段／／设计中的第二阶段要进行罕遇地震作用下的弹塑性／／时程分析计算，目前我国还很难遵循这一规定进行／／抗震设计。根据我国目前关于偏心支撑钢框架的科／／研成果，并充分查阅了解了国内外的相关信息及存／在的问题，本文着重对D型偏心支撑钢框架的不同／／耗能梁段长度对结构抗震性能——结构的极限承载／／力、延性和刚度以及结构构件内力的影响，选取算例／／进行了非线性时程分析研究。／1计算模型的建立及求解图1D型偏心支撑钢框架模型Fig．1Dstyleeccentricallybracedsteelframemodel本偏心

6、支撑钢框架的模型为钢结构高层建筑平表1结构构件的截面参数面模型，共20层，层高3．6m，跨度24m，等分3跨，Table1Sectionofthestructuralmember每跨8m，如图1所示；耗能梁段长度分别取：1．2收稿日期：2011—12—13作者简介：张磊(1980一)，男，四川成都人，硕士，工程师，主要从事结构设计工作。E—mail：22800267@qq．con18O四川建筑科学研究第38卷本算例采用非线性时程分析法。地震波选用埃拉力比1．2m，1．0m及0．8m的都要大得多，这是尔森特罗南北波(E1Cen~o1940，n—s

7、)，其记录峰因为它们这几层的支撑都发生了受压失稳而退出了值加速度为341．7Gal，卓越周期0．55s，时间子步工作，使其拉力剧增。而1．2m，1．0m，0．8m的耗0．02S，地震波持续时间20s，本算例根据GB50011能梁段有效地耗散了地震能量，保证了支撑不会受—2om{建筑抗震设计规范》8度罕遇地震加速度时压失稳；同时，中心支撑(即耗能梁段长度取0m程曲线最大值要求将地震波的峰值加速度放大至时)的支撑拉力明显比偏心支撑大得多。400Gal；结构阻尼比采用0．05。2．2节点位移分析竖向荷载只考虑结构的自重荷载，未考虑活荷根据表3的数据可

8、以发现，D型偏心支撑钢框载及竖向地震作用的影响，而SAI~．000可以自行根架的节点位移随着耗能梁段长度的减小基本上呈现出减小趋势。在前3个耗能梁段长