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目前,组合框架已经在多、高层建筑结构中得到广泛的应用。我国《高层建筑民用钢结构技术规程》JGJ99-88建议组合框架弹塑性分析可不考虑混凝土翼板与钢梁的共同工作,且结构设计人员设计组合框架时,往往忽略混凝土翼板与钢梁的组合作用,仅按照纯钢梁进行结构的受力分析。但前人的研究证明,即使框架处于塑性阶段,混凝土翼板和钢梁之间仍然存在明显的组合作用,且直接对组合框架的刚度、强度和延性产生影响,进而对框架的正常使用、损伤控制及倒塌预防产生关键影响。因此,研究弹塑性全过程中翼板组合效应对框架的影响对于合理的进行组合框架抗震设计具有重要意义。 本文涉及到的组合框架为钢-混凝土组合梁与H型钢柱组成的组合梁-钢框架。对框架进行了合理的简化,并利用ANSYS有限元软件建立纯钢框架和组合梁-钢框架实体有限元模型,分析了单向水平荷载作用下组合作用对钢框架钢梁的应变分布、钢梁截面中和轴高度、承载力、刚度等的影响,以及往复水平荷载作用下组合作用对钢框架钢梁的应变分布、钢梁截面中和轴高度、滞回性能等的影响,并考虑了混凝土翼板厚度、强度和配筋率三种参数对组合作用的影响。 结果表明:(1)单调水平荷载作用下,钢梁与混凝土翼板的组合作用使得钢梁上(下)翼缘中部沿梁长方向的应变、钢梁截面沿其高度的应变分布显著改变;组合作用使得钢梁截面中和轴高度升高,且正弯矩区的中和轴高度高于负弯矩区;组合作用使得框架承载力、刚度显著提高;另外,混凝土翼板厚度的加大、强度的提高、配筋率的增大对钢梁应变分布、钢梁截面中和轴高度、框架承载力和刚度的影响各有差别。(2)往复水平荷载作用下,钢梁与混凝土翼板的组合作用对沿钢梁截面高度的应变分布有明显影响;组合作用使得钢梁截面中和轴高度升高,且正弯矩作用下的截面中和轴高度要高于负弯矩作用下;组合作用使得框架的承载力、刚度和耗能能力显著提高;另外,混凝土翼板厚度的加大、强度的提高、配筋率的增大对钢梁应变分布、钢梁截面中和轴高度、框架承载力、刚度和耗能的影响各有差别。 本文的研究成果可为组合框架抗震理论和设计方法提供一定的参考依据。