偏心支撑结构体系设计要点在于消能梁段,传统的偏心支撑结构消能梁与横梁是一个整体,在地震作用下破坏后,给消能梁段的修复和替换带来了很大的困难,从而提出了可替换式消能梁偏心支撑结构的概念。可替换式消能梁偏心支撑为了让消能梁率先屈服耗能,达到塑性铰外移的目的,防止其他构件破坏,需要将消能梁段尺寸相对于横梁缩小,使得结构整体刚度减小,承载力下降,并且横梁与消能梁段尺寸不一样,不利于施工。为了解决上述问题,提出了可替换式低屈服点钢消能梁段的概念,就是将消能梁段改用低屈服点钢材,这样可以保证消能梁段尺寸与横梁一致,并且在地震作用下,低屈服消能梁能够率先屈服耗能,实现塑性铰外移。D型偏心支撑作为常用的偏心支撑结构形式,文本将对可替换式低屈服点钢消能梁D型偏心支撑结构作系统的研究。本文采用盈建科和ABAQUS有限元非线性分析软件对提出的新型D型偏心支撑结构做了如下分析和研究:(1)采用盈建科软件根据实际工况建立一个14层D型偏心支撑钢框架模型,并且验算了钢框架在中大震作用下承载力,确定了传统D型偏心支撑构件尺寸,为运用ABAQUS软件建立新型D型偏心支撑结构有限元模型做准备。(2)通过ABAQUS软件建立了新型D型偏心支撑结构,对新型结构进行了在小震、中震、大震作用下可行性研究,确定新型D型偏心支撑结构在地震作用下是否可行。通过非线性分析得出新型结构满足规范“小震不坏,中震可修,大震不倒”抗震设防目标。(3)对新型D型偏心支撑结构抗震性能影响因素进行了研究。通过ABAQUS建立4组共12个剪切型新型偏心支撑,每组模型对应一个影响因素。影响因素包括消能梁段相对长度、消能梁段加劲肋间距、消能梁段腹板厚度以及采用不同屈服点钢消能梁段。通过模拟得出如下结论:消能梁段越长,结构耗能能力逐渐降低,结构刚度、极限承载力、延性系数、塑性转角逐渐降低。消能梁段上加劲肋间距越大,结构刚度和滞回能力基本不变,但是结构延性系数、塑性转角逐渐增大,结构转动能力略有增加。消能梁段腹板厚度的增加,耗能能力逐渐增加,结构刚度、极限承载力、延性系数,以及塑性转角逐渐增大。消能梁段钢材的屈服应力在一定范围内(100MPa~225MPa)增加时,结构刚度基本不变,滞回性能、极限承载力、延性、塑性转角逐渐增大,结构耗能能力逐渐增加。(4)最后研究了新型偏心支撑结构增加组合楼板(混凝土与压型钢板)后,组合楼板裂缝开展过程分析,以及组合楼板对新型结构抗震性能的影响。通过分析研究得出如下结论:混凝土组合楼板裂缝首先产生在左侧消能梁段与横梁段相接处,位于端板附近,随后,右侧消能梁段与横梁段相接处,混凝土也产生了裂缝,形成两条完整裂缝带,确定了新型偏心支撑结构楼板裂缝的位置,这样为以后楼板修复和加固工作打下理论基础。增加组合楼板后,新型偏心支撑结构刚度、极限承载力增加,结构粘滞阻尼系数降低4.99%,滞回性能、延性有所降低,塑性转角降低5.03%,转动能力有所下降,但是下降幅度均不大,对新型D型偏心支撑结构抗震性能影响不大。