淺談中心支撐對(duì)多層鋼框架結(jié)構(gòu)抗震性能的影響

摘 要：在工業(yè)建筑中，鋼框架結(jié)構(gòu)應(yīng)用比較普遍，抗震設(shè)計(jì)尤為重要。本文運(yùn)用PKPM結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件，對(duì)某多層鋼框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模計(jì)算，對(duì)比純框架及中心支撐框架兩種結(jié)構(gòu)體系。發(fā)現(xiàn)通過設(shè)置中心支撐，框架結(jié)構(gòu)的抗震性能顯著增強(qiáng)，較通過增大受力構(gòu)件截面尺寸來提高抗震性能的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，經(jīng)濟(jì)性得到顯著提高。

關(guān)鍵詞：鋼框架；中心支撐；抗震性能

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.05.195

0 引言

鋼框架結(jié)構(gòu)類型，按其抗側(cè)力體系可分為：純框架（UBF）、中心支撐框架（CBF）和偏心支撐框架（EBF）等。當(dāng)建筑物高度增加時(shí)，水平荷載（風(fēng)荷載及地震荷載作用）對(duì)結(jié)構(gòu)起的作用愈來愈大，除了結(jié)構(gòu)內(nèi)力明顯增大外，結(jié)構(gòu)的側(cè)向位移增加更快。結(jié)構(gòu)內(nèi)力、位移與高度的關(guān)系，都呈指數(shù)曲線上升（N=f（h），M=f（h2），△=f（h4））。本文以多層鋼框架為對(duì)象，對(duì)比研究純框架及中心支撐框架結(jié)構(gòu)的抗震性能。

1 計(jì)算模型的建立

1.1 結(jié)構(gòu)參數(shù)

該工程位于沿海地區(qū)，為一開敞式鋼框架，屬于工業(yè)建筑。結(jié)構(gòu)縱向五跨，長(zhǎng)35.5m；橫向兩跨，長(zhǎng)12m；地上6層，建筑總高度25m。該地區(qū)抗震設(shè)防烈度為七度，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.15g，設(shè)計(jì)地震分組為第一組，抗震設(shè)防類別丙類，場(chǎng)地類別為Ⅱ類，地面粗糙度A類?；撅L(fēng)壓0.75KN/m2。

1.2 截面選型

框架柱HW350X350，框架梁HN400X200、HN350X175、HN250X125、HN200X100。支撐HW200X200，鋼材Q235B。

1.3 模型建立

采用PKPM設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行結(jié)構(gòu)建模計(jì)算。其中圖1模型為純框架結(jié)構(gòu)。圖2模型在橫向、縱向各選一跨布置人字形中心支撐。

2 模型計(jì)算結(jié)果及分析

在上述計(jì)算模型和荷載作用下，對(duì)上述兩個(gè)模型進(jìn)行了結(jié)構(gòu)計(jì)算，計(jì)算結(jié)果如表1所示。

3 結(jié)論

采用中心支撐的框架結(jié)構(gòu)較純框架結(jié)構(gòu)的最大位移、位移比、位移角、周期、周期比均得到較大幅度的降低，說明采用中心支撐可以增加結(jié)構(gòu)的抗側(cè)移剛度及扭轉(zhuǎn)剛度，提高結(jié)構(gòu)的抗震性能，較通過增大受力構(gòu)件截面尺寸來提高抗震性能的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，可以提高整體結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性。

作者簡(jiǎn)介：王相寶（1988-），山東泰安人，助理工程師，主要從事工程設(shè)計(jì)工作。