y形高强钢组合偏心支撑框架结构基于性能的塑性设计方法-工程力学.pdfVIP

第34 卷第5 期 Vol.34 No.5 工 程 力 学 2017 年 5 月 May 2017 ENGINEERING MECHANICS 148 文章编号：1000-4750(2017)05-0148-15 Y 形高强钢组合偏心支撑框架结构 基于性能的塑性设计方法研究 1,2 1 3 连 鸣 ，苏明周 ，李 慎 (1. 西安建筑科技大学土木工程学院，陕西，西安 710055 ；2. 西安建筑科技大学材料科学与工程博士后流动站，陕西，西安 710055 ； 3. 西安理工大学土木建筑工程学院，陕西，西安 710048) 摘 要：Y 形高强钢组合偏心支撑框架结构(YEBF)的耗能梁段采用屈服点较低的钢材，框架梁、柱采用高强度钢 材，采用高强钢可有效减小构件截面，节约钢材，降低造价。现行设计规范中偏心支撑结构基于弹性理论进行设 计，采用内力放大系数的方法保证结构在罕遇地震下耗能梁段进入塑性，其他构件保持弹性，结构的弹塑性变形 可能过于集中而出现薄弱层。该文提出了采用基于性能设计方法(PBPD)设计剪切屈服型耗能梁段 YEBF 结构 (S-YEBF)，以目标位移和理想的整体破坏模式为作为预测和控制结构弹塑性受力状态的性能目标，保证结构在罕 遇地震作用下各层耗能梁段均能参与耗能，使结构层间侧移角分布趋于均匀，避免出现薄弱层。根据PBPD 方法 设计了多层S-YEBF 结构，对其 1/2 缩尺模型进行了振动台试验以评估其抗震性能。通过非线性静力推覆分析和 动力时程分析对比了分别采用PBPD 方法和传统设计方法设计的10 层S-YEBF 结构算例的抗震性能。结果表明： 采用PBPD 方法设计的S-YEBF 结构具有良好的抗震性能，结构呈较为理想的整体破坏模式，在罕遇地震作用下， 各层耗能梁段均参与耗能，层间侧移角沿结构高度方向分布较均匀；与传统设计相比，PBPD 方法设计的S-YEBF 结构层间侧移角分布更均匀，并且可节省一定的钢材；PBPD 设计方法可以为S-YEBF 结构的工程设计提供参考。 关键词：基于性能的塑性设计；偏心支撑框架；目标位移；整体破坏模式；弹塑性变形 中图分类号：TU391 文献标志码：A doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2015.12.0964 PERFORMANCE-BASED PLASTIC DESIGN METHOD FOR Y-TYPE HIGH STRENGTH STEEL COMPOSITE ECCENTRICALLY BRACED FRAMES 1,2 1 3 LIAN Ming , SU Ming-zhou , LI Shen (1. School of Civil Engineering, Xi’an University of Architecture and Technology, Xi’an, Shaanxi 710055, China; 2. Post-doctoral Mobile Stations of Material Science and Engineering, Xi’an University of Architecture and Technology, Xi’an, Shaanxi 710055, China 3. School o