高强钢组合K型偏心支撑钢框架的结构影响系数研究

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高强钢组合偏心支撑钢框架结构是一种新型抗震结构体系,这种结构将中心支撑结构与纯框架结构的优点结合到一起,具有良好的抗侧刚度、结构强度及耗能能力,且高强钢的使用可以减少钢材使用量,有着良好的经济效益和应用前景。结构影响系数是目前国外广泛使用的中震设计方法中确定设计地震作用的重要参数。然而我国规范基于概率取值的设计地震作用并未明确引入结构影响系数的取值问题。本文对高强钢组合K型偏心支撑结构的结构影响系数的研究主要做了以下工作:首先,采用SAP2000有限元设计软件按照我国规范以及现有高强钢材料研究成果设计了四组十六个K型偏心支撑结构,分别考虑了不同层数、高跨比、耗能梁段长度及钢材强度的影响。通过有限元模型与课题组前期的试验对比,验证了建模的正确性。其次,通过Pushover分析对所有模型进行非线性静力分析得到推覆曲线,进而采用改进能力谱法并考虑高阶振型影响将推覆曲线转换为能力曲线,将规范谱曲线转换为考虑不同延性的需求谱曲线,确定结构性能点,可求解结构的结构影响系数,结构超强系数、结构延性折减系数和位移放大系数。然后,通过上一节的求解结果,对各结构性能系数做参数分析。给出结构影响系数及位移放大系数的建议取值,并总结介绍了目前国外的设计方法,以及其中结构影响系数的使用。结合本文的结果,提出了适用于我国规范的基于结构影响系数的设计思路。最后,根据本文提出的设计思路,选取前文的四个结构进行重新设计,并根据我国《抗震规范》的要求对新结构进行弹性及弹塑性验算,证明本文研究成果的合理性及适用型,并通过与普通钢材设计结果对比,验证了高强钢在建筑结构使用中的经济效益。
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