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杨国栋：支撑对多层轻钢框架结构抗震性能影响分析 支撑对多层轻钢框架结构抗震性能影响分析 杨国栋 (山 中条山工程设计研究有限公司铜城设计院。 山西 垣曲 043700) 【摘 要】 建立了一个带 形中心支撑的6层轻钢框架结构模型，并对其进行了模态分析和地震响应弹塑 性时程分析。通过计算得到基底剪力和动力时程分析结果中结构的顶点位移、最大层间位移等数据，并以此来分 析支撑对轻钢框架结构体系抗震性能的影响。结果表明：支撑能提高轻钢框架结构的整体强度和刚度，并能显著 提高轻钢框架结构的抗震性能。 【关键词】 支撑；轻钢框架；抗震性能；弹塑性时程分析 【中图分类号】TU392．5 【文献标识码】B 【文章编号】 1001—68642【014)01—0077—03 近年来多层轻钢框架结构应用越来越广泛 ，它具 有工业化程度高、施工周期短、重量轻、造价易控制、 施工不受季节限制等优点，同时因其取材对环境影响 小，有利于社会资源的保护和材料的回收再利用 ，被 誉为 “可持续发展的生态建筑体系” 。钢框架支撑 结构体系是在纯轻钢框架结构体系的基础上布置一 定数量的支撑，两种协同工作，能够提供 良好的抗震 性能 。本文通过有限元方法对带 x形 中心支撑的 钢框架支撑结构与纯轻钢框架结构在地震作用下的 图2 结构三维模型图 响应进行 比较分析，探讨支撑对轻钢框架结构体系抗 震性能的影响。 本章基础模型结构的梁、柱和支撑均采 H型钢， 1 有限元计算模型 尺寸参数分别为 400mmx300mm ×10ramx16mm、 1．1 轻钢框架原型结构设计 350mm ×250mm x9mm ×14mm、200mm ×150mm x 6mmx10mm。钢材型号为 Q235，钢材的各项材性数 据见表 1。楼板采用混凝土结构，厚 100mm，混凝土的 标号为C20。 表 1 钢材材性数据 nm ^nnn nnn nnn 图1结构平面布置图 本文设计的纯钢原型结构为一轻钢框架结构住 2 模态分析 宅，共6层，层高3m，建筑总高度 18m，基本柱网 15m ×24m，结构横 向三跨 ，跨度分别为6、3、6m，共 15m，纵 所谓模态分析就是通过计算结构的振型及其对 向柱距6m，4个柱距，共24m。X形中心支撑布置在结 应的自振周期来确定结构动力特性的一种分析方法。 构的两边跨。结构的平面图、三维立体图如图1所示。 作为结构的一种固有特性，结构的振型和 自振周期是 恒荷载g=17kN／m，活荷载 q=8kN／m，抗震没防烈 反映结构动力特性的重要参数之一，它们能够反应在 度为8度，设计基本地震加速度值为0．20g，场地类别 动力荷载作用下结构的动态位移响应、加速度响应和 为 Ⅱ类 ，设计地震分组为第一组，场地特征周期为 速度响应，是进行结构动力分析的基础。本结构模态 0．35s。输人的地震波分别采用 Elcentro波、Taft波和 的求解采用 Ritz向量分析方法。Ritz向量法考虑了动 兰州波。 力荷载的空间分布，可以为后面时程分析提供更精确 1．2 材料特性 的振型依据。采用 SAP2000软件首先对