基于性能设计的高强钢组合V型偏心支撑钢框架抗震性能研究

为了研究高强钢组合V型偏心支撑钢框架的抗震性能,采用基于性能的抗震设计方法设计2个10层V型偏心支撑钢框架算例,采用Pushover方法和动力弹塑性方法进行分析。对比分析高强钢组合V型偏心支撑钢框架和普通V型偏心支撑钢框架的破坏特征、承载能力、基底剪力、顶点侧移角、抗侧刚度、延性以及罕遇地震下层间位移角。结果表明:在基于性能的抗震设计方法中,高强钢组合V型偏心支撑钢框架与普通钢组合V型偏心支撑钢框架具有相近的破坏模式和顶点侧移角,但抗侧刚度和延性略低;在罕遇地震作用下,两者具有相似的层间位移分布模式,高强钢组合V型偏心支撑钢框架层间位移角略大,但都能满足相关规范限值的要求,抗震性能相当。高强钢组合V型偏心支撑钢框架能节省钢材约10%,更符合绿色建筑的发展方向。

V形偏心支撑钢框架滞回能需求层间分布

为将基于能量的抗震设计方法应用到多自由度结构的抗震设计中,选用20条远场地震波和15条近场地震波,对不同层数的V形偏心支撑钢框架滞回能需求层间分布规律进行了研究,对比分析了远、近场地震下结构滞回能需求分布的不同,给出了滞回能需求层间分布系数的简化计算公式。研究表明,V形偏心支撑钢框架主要依靠耗能梁段发生剪切变形耗散地震能量;近场地震会加大结构底部响应及滞回能需求。

V型支撑连接节点板的计算

通过阐述美国AISC现行钢结构规范对V型支撑连接节点板处的计算要求,将某项目实例以AISC规范和GB50017-2003《钢结构设计规范》的要求进行计算对比,使相关的工程技术人员对该节点板的计算有更多的了解,并为相关工程计算提供参考。

V型偏心支撑钢框架滞回能需求层间分布影响因素

采用不同地震波对10层3跨、15层3跨、20层3跨等3种V型偏心支撑钢框架结构进行了地震能量分析,研究了地震动特性和结构特性对滞回能层间分布及各构件耗能的影响。结果表明,地震动加速度峰值对滞回能层间分布及各构件耗能的影响较大,地震动频谱特性、持时及结构特性对滞回能层间分布的影响较小;滞回能在总输入能中的百分比受结构阻尼比的影响较大,但阻尼比不改变地震下结构总耗能的大小。