摘要：本文分析了钢框架结构在地震作用下的位移响应和分布规律，提出了响应位移控制措施。结果表明，该结构采用中层支撑布置，中层上层采用纯框架结构控制地震响应。位移效应略好于整体结构布置和支撑的方案，并且更为经济。分析了钢框架结构在地震作用下的力学响应和抗震性能。
关键词：钢框架结构；地震作用；支撑布置方案
1引言
由于其重量轻，强度高，材料性能好，钢结构逐渐成为建筑结构中最重要的结构形式，广泛应用于工业和民用建筑。近年来，国内外高强度低合金结构钢的发展趋势主要包括：降低碳含量，降低S，P含量，微合金化，控制轧制。使用上述技术可显着提高钢材的可焊性，韧性和可塑性，同时还确保钢产品的强度。业内专家也指出，在加强施工领域钢结构应用的同时提高住宅建设抗震设防能力的前提是加强高强度钢的开发和生产。钢结构的发展还取决于钢材性能的不断改善。在90年代以前的中国，钢结构很少用于高层民用建筑。20世纪90年代以来，随着中国钢铁产量的快速增长，大中城市的建设进入了快速发展时期。尽管钢筋混凝土结构由于其建设成本低，仍然是城市建设中最常用的结构形式，但随着钢结构设计和制造安装技术的提高，未来两者之间的差距必将增大。萎缩。由于钢结构具有良好的延展性，可以抵消地震波的能量消耗。同时，钢基本上是一种具有高拉伸，压缩和剪切强度的各向同性材料。同时，钢材具有良好的塑性特性，因此钢结构也被认为是抗震性能最好的结构形式之一。目前，钢结构设计的具体要求主要参考具体规范中的参数和国外规范和文献。基于延性理论对钢结构设计的研究较少。充分利用钢的延性的具体特性，并对钢结构设计理论进行适当优化。它具有重要的理论和实践意义。
2设计理念
钢框架结构受地震作用时的力学特性：地震作用下钢框架结构的力学响应和位移响应分析;钢框架结构在地震作用下的位移响应规律分析：钢框架结构受地震作用时的结构性能分析为了增加位移的变化，与传统的控制位移的结构方法相比，提出了一种更经济，更科学的位移控制方法钢结构在控制钢框架结构在地震作用下的结构位移响应时使用钢量;地震内力和组合研究合理内力比范围：分析不同抗震设防（6,7,8和9度）下钢框架结构地震内力与内力的比值，多事件地震以及不同地震烈度下的比值钢结构构件的钢结构结构要求的合理范围：钢结构构件在新的地震内力和内力比的概念下，对延性的定量研究的钢结构构件，建立不同的结构延性和地震内力，组合内力比对钢结构延性的结构要求的划分关系。采用理论和实验分析相结合的数值模拟方法，以最广泛使用的钢框架结构为例，采用数值模拟方法，改造结构设计思想，比较地震计算结果，进行分析研究，提供见解。上。在充分研究和借鉴中国现行抗震设计理论的基础上，按照继承与创新相结合的原则，针对不同研究内容的特点，采用不同的研究方案。理论研究与数值计算研究方案相结合。同时，根据结构试验条件分析了钢框架结构在振动荷载下的缩尺结构的力学行为。各部分的研究内容是提高多层高层钢结构抗震设计理论总体目标的具体内容。各部分的研究成果相互关联，相互促进和补充。
3钢框架模型结构设计
3.1钢框架模型结构工程概况及结构方案
结构设计由地下2层，地上11层和局部12层组成。其中，地面1层和2层为商业和餐饮用途，3-11层为办公楼，12层为机房。总建筑面积约21,300平方米。1号楼高度为4.9米，两层高度为4.2米。3-11层和12层的高度均为3.9m，地上部分高度为47.2m。该模型的抗震设防类别为C类，抗震设防烈度为8度。拟建场地的场地类别为三类，设计地震组合为第一组。现场的基本气压为0.45kN/m2，地面粗糙度为B级。结构模型采用钢框架结构。楼板是一个120毫米厚的压制钢板组合和梁板式筏板基础。结构嵌入端位于地下室底部，固定端上部采用纯钢结构，嵌入固定端下方的地下室下部采用硬混凝土结构，第二地下层采用混凝土结构。
3.2钢框架模型结构参数及构件材料信息
所使用的计算模型首先使用PKPMSATWE软件进行建模，以使用空格键模型确定最终模型结构中组件的尺寸。Q345B级钢用于钢框架模型结构的立柱和横梁。
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3.3钢框架模型结构整体验算分析
确定钢框架结构模型的结构方案及其构件尺寸，并确定相关参数的值。用SATWE计算总体结构，组织和总结循环，振动模式，地震作用，位移等整体信息结果，并参照计算结果是否符合国家标准“规范”建筑抗震设计规范“（GB50011-2010）和”钢结构设计规范“（GB50017-2003）。根据上述钢框架结构初始结构方案的选择，确定框架结构构件的横截面尺寸，确定结构载荷和参数，利用SATWE软件计算结构的内力。计算完成后，对计算结果进行总结和分析。对结构的稳定性，自然振动周期和振动模式，结构的位移角和位移比以及层的剪切力进行了分析总结，以确定钢框架结构。符合国家标准“建筑抗震设计规范”（GB50011-2010）和“钢结构设计规范”（GB50017-2003）的抗震，稳定和施工要求的有关具体规定。经过内力计算和结果验证，可以确定钢框架结构作为一个没有物理工程背景的结构模型是合理可靠的。
4地震作用下钢框架结构的数值计算分析
根据结构设计和荷载条件的具体参数以及地震波在结构中的应用，数值计算结果可以很好地分析结构自身在地震作用下的力学性能，并可以直观地观察结构的机械响应地震。同时，结构试验往往受到尺寸，试验场地，试验设备尺寸，试验成本等约束条件的限制，不能作为物理实验的结构，有限元模型的数值模拟为一个可靠的结构计算方法是工程结构的力学性能研究和设计该过程中重要的计算方法被用作一种经济有效的计算和分析方法。另一方面，有限元模型的数值模拟也是结构力学响应的重要研究方法。ANSYS软件是集结构力学，流体力学，电磁学，声学和热分析于一体的大型通用有限元软件。它可以与大多数CAD软件接口，近年来在土木工程中得到了广泛的应用。
5钢框架结构节点的抗震性能研究
任何结构系统都是通过节点连接以形成承受力的结构的组件。在钢结构设计中，需要“强弱节点”，即节点的承载力应高于节点的承载力，因为节点的失效意味着与其连接的梁柱全部失败。分析研究了钢框架结构在地震作用下的力学特性。采用有限元软件ANSYS软件对框架主要节点的抗震性能进行了研究。用于模拟接头抗震性能的常用方法是将循环载荷应用于循环往复加载方法。滞后曲线用于通过有限元模拟来分析节点。滞后曲线的充满度用于确定节点的能量耗散能力。坏。本文采用直接应用地震加速度数据的方法，通过更接近实际情况的方法，模拟地震作用下节点的应力。在分析过程中，梁柱连接点各部分的等效应力云图和位移云图分别为分析。由于地震加速度数据的离散性，该方法更直观地分析了同一地震加速度下各个构件的最大应力区和最大变形量。在分析结果的基础上，得到节点的薄弱区域，对薄弱环节采取加强措施。钢框架模型结构中梁柱节点的刚性节点应具有足够的刚度，且承载角度前具有相同实际角度的节点能达到承载能力，节点的极限承载力不应低于连接组件的屈服承载能力。
6结束语
提出了仅在建筑物中部以下的楼层处理支撑以实现地震能量消耗的目的。数值计算表明，中间层下部支撑的布置和中间层上部纯净框架结构的布置对于控制结构在地震作用下的位移效应要好于整体结构的位移效应，而且更经济。
参考文献
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论文作者:陈鹏
论文发表刊物:《基层建设》2018年第21期
论文发表时间:2018/8/17
标签：结构论文; 钢结构论文; 框架结构论文; 位移论文; 节点论文; 模型论文; 内力论文; 《基层建设》2018年第21期论文;