基于性能的几种钢结构支撑框架体系应用研究.pdf

No．21 第35卷第21期 山 西 建 筑 V01．35 2009年7月 SHANXIARCHITEC兀爪E Jul．2009 ·1· ·专家专稿· 文章编号：1009—6825(2009}21-0001-03 基于性能的几种钢结构支撑框架体系应用研究 孙飞 叶献国 Advanced 摘要：采用SAP2000(V11．0．8C)有限元分析软件，对12层钢结构框架建筑进行基于性能的Pushover能力 谱法分析，考虑了纯框架、中心支撑框架、偏心支撑框架、隅撑支撑框架4种结构体系，结果表明：相对于纯框架和中心支 撑框架，偏心支撑框架和隅撑支撑框架具有更优越的力学性能和更好的经济效益，设计中宜优先考虑使用。 关键词：基于性能设计，纯框架，中心支撑框架，偏心支撑框架，隅撑支撑框架 中图分类号：TU391 文献标识码：A 文章针对具有较高抗震设防要求的建筑，采用纯钢框架 2 (加强)、中心支撑钢框架(CBF)、偏心支撑框架(EBF)和隅撑支撑 主要步骤如下：1)建立结构整体分析模型；2)定义静力荷载 框架(KBF)4种方案，进行达到同一性能目标的结构优化设计，并 工况；3)求解结构在重力荷载代表值作用下的非线性变形；4)确 对此4种方案予以综合评价。 1结构性能目标的实现 的层问位移角评估结构的性能水平，使其满足要求的性能目标， 基于性能的抗震设计目的是在不同地震设防水准下，能够有 若不满足，调整结构构件尺寸，重新计算，直到结果满足要求。 效地控制建筑物的破坏状态，使建筑物实现不同性能水平，从而 3工程概况及结构优化设计 使建筑物在整个生命周期内，在遭受可能发生的地震作用下，总 假设建筑处于8度区，Ⅱ类场地，第三组，12层钢框架，底层 体费用达到最d,El-2|。 kN／m2，活 高4．8m，2层以上层高3．6m，共44．4m。恒载取为4 GB 50011．2001建筑结构抗震设计规范，FEMA273等国家规 载取为2kN／m2，柱距6m，取中间跨，采用Q235热轧H型钢和 范规程均采用层间变形来定义结构的性能水准，表1为文献[3] 定义的结构破坏等级与层间位移角之间的对应关系。 进行优化设计。设定建筑物的抗震设防目标为大震下很轻微破 表1结构破坏等级与层间位移角的关系 坏，参照表1，即属于Ⅱ级，在大震下结构的层问位移角不大于 破坏等级 I Ⅱ Ⅲ Ⅳ V Ⅵ Ⅶ 破坏状态 完好 很轻微破坏 轻微破坏 中等破坏 严鼋破坏 很严苇破坏 倒塌 1／200。经过多次试算，得到结构的主要尺寸，见表2～表5。 l层问位移角／％ 02 0．2～O．5O．5～0．7O．7～1．51．5～2．52．5～5．05．0 表2 MIRF构件几何尺寸 m 构件名称 1层～3层 4层～6层 7层～9层 10层～12层 边柱 口0．8X0．8×0．