单层单跨轻型变截面门式刚架结构抗震性能有限元分析.pdf

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1、西安理工大学学报JournalofXi’anUniversityofTechno1ogy(2Ol4)Vo1．30No．2157文章编号：1006—4710(2014)O2一O157一O6单层单跨轻型变截面门式刚架结构抗震性能有限元分析王振山，苏明周，郭宏超(1．西安理工大学土木建筑工程学院，陕西西安710048；2．西安建筑科技大学结构工程与抗震教育部重点实验室，陕西西安710055)摘要：基于门式刚架1／3缩尺模型整体拟静力试验的结果，对全尺寸门刚结构进行有限元分析，得到了荷载一位移、骨架和刚度退化等曲线变化关系，并对结构的延性和耗能能力进行分析，发现全尺寸结构较缩尺模型变形和耗能能力有所提

2、高。通过底部剪力法对结构的整体抗震性能进行的分析表明：虽然全尺寸门式刚架结构延性和耗能能力较低，但由于自身承载能力较高在多遇地震作用下，结构仍处于弹性阶段，且安全裕度较大。研究对相关规范的制定具有一定的指导意义。关键词：门式刚架；抗震性能；有限元分析；延性；耗能能力中图分类号：TU392．5文献标志码：AFiniteelementanalysisforseismicperformanceofasingle-·storysingle-baylight--weightportalframewithtaperedmembersWANGZhenshan，SUMingzhou，GUOHongchao(1

3、．FacultyofCivilEngineeringandArchitecture，Xi’anUniversityofTechnology，Xi’an710048，China；2．KeyLaboratoryofStructuralandAseismaticEngineeringofEducationMinistry。Xi’anUniversityofArchitectureandTechnology，Xi’an710055，China)Abstract：Basedonthepseudo—staticexperimentalresultsof1／3reducedscalemodelportalf

4、ramewithtaperedmembers，afiniteelementanalysisiSmadeofthefull—sizestructuretoobtaintheload—displacementhystereticcurves，skeletoncurveandstiffnessdegradationcurve．Simultane—ously，theductilityandenergydissipationcapacityofthestructureareanalyzed．Itisfoundthattheseismicperformanceoffull—sizestructureisb

5、etterthanthereducedscalemodel's．Bythebaseshearmethod，theseismicperformanceofthefull—sizeportalframeisevaluated．Theanalysisre—sultsindicate：theductilityandenergydissipationcapacityoftheportalframearepoor，butthebearingcapacityofthestructureishigher；inthefrequentearthquakeaction，thestructureisstillinth

6、eelasticstageandthesafetymarginislarger．Theresearchresultsareoftheguidingsignifi—canceforworkingouttherelatedspecifications．Keywords：portalframe；seismicperformance；finiteelementanalysis；ductility；energydissipa—tioncapacity轻型门式刚架钢结构房屋凭借其结构形式简用对其影响较小，故对其抗震性能研究较少。从国单、用钢量少、安装方便、工业化生产程度高等优点，内外发生的数次破坏性地震情

7、况来看，门式刚架结在我国低层大空问建筑中应用十分广泛。构在遭遇强地震作用时，局部会发生屈曲变形，严重由于门式刚架结构自重较轻，以往认为地震作的局部屈曲甚至会引起倒塌。收稿日期：2013-12-15基金项目：国家自然科学基金资助项目(51308454)；中国博士后第54批面上项目基金资助项目(2013M542371)；陕西省科技厅自然科学基金资助项目(2013JQ7006)。作者简介：王振山，男，博