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[摘 要]现今，在社会的高速发展下，建设行业取得了较大的进步。在钢结构建设中，冷弯薄壁型钢具有着明显的应用优势，这是因为其结构强度高，并且便于施工，适应于现代低多层建筑的发展需要。冷弯薄壁型钢就是较薄钢板或带钢在冷状态下弯曲成各种断面形状的成品钢材，C型钢是其中的一种类型，双肢冷弯薄壁C型钢框架是一种较为新型的钢框架结构，所以文章对其抗震性能展开研究。
[关键词]双肢冷弯薄壁C型钢；框架；抗震性能
中图分类号：TG506 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）28-0023-01
引言
在我国可持续发展战略的引导以及国家住宅产业化背景下，由于钢结构房屋建筑自重轻、安装简单，并且施工周期较短，还具有着较好的抗震性能，因此得到了较好的应用，而冷弯薄壁型钢结构在众多结构中都得到了广泛的应用。其中，双肢冷弯薄壁C型钢内夹钢板是一种可以提高构件承载能力的组合截面，但人们对双肢组合截面的研究相对较少。因此，文章对此进行研究就很有必要。
1双肢冷弯薄壁C型钢框架抗震性能研究
1.1双肢冷弯薄壁C型钢框架的拟静力试验
要得到双肢冷弯薄壁C型钢框架的抗震性能结果，首先需要进行双肢冷弯薄壁C型钢框架的拟静力试验，通过对框架的受力性能和破坏形态进行分析，从而得到框架的滞回曲线、骨架曲线等。比如，当对两榀3层单跨双肢冷弯薄壁C型钢框架进行拟静力试验时，通过是否设置交叉支撑作为设计参数，对该类钢框架抗震性能的影响进行研究，经试验能够得出两榀框架滞回曲线（见图1、图2）以及骨架曲线（图3），并通过对两榀框架结构的试验破坏现象、滞回曲线和骨架曲线的分析，可以得到两榀框架结构的破坏模式以及各项抗震性能指标。由结果可知，该钢框架结构的破坏模式符合“强柱弱梁”的抗震设计要求，并且其延性和耗能能力较好，且承载力退化稳定。而当增设交叉支撑后，其结构的承载力以及刚度都明显提高，框架侧移也明显减小，但延性和耗能能力都有所降低。
1.2有限元往复循环加载计算
在试验结束后，运用ANSYS软件建立非线性模型，与得到的试验数据进行对比验证，并对参数进行拓展分析，采用试验原材料实测的材性指标建立有限元模型；此外，还需对拟静力试验框架进行有限元往复循环加载计算，将得到的框架滞回曲线和破坏形态与试验框架进行对比，从而对应用有限元方法的双肢冷弯薄壁C型钢框架的抗震可靠性进行验证。
2钢框架抗震性能指标及抗震性能分析
2.1框架的承载力退化
承载力退化是指在外力作用下，结构或构件产生的位移保持不变，但其承载力会随着加载等级的不断增加而逐渐降低，一般用承载力退化系数表示。在位移延性系数不断增加的过程中，试件承载能力会逐渐降低。框架模型达到最大荷载后，加载位移不变，各试件承载力退化稳定，随循环次数的增加，其承载力也越来越小；此外，框架的承载力在轴压比系数的增大下，其框架的抗侧承载力会提高，但极限变形能力降低。
2.2框架的刚度退化
首先，当C型钢厚度在不断增加时，模型刚度就会增加，而刚度退化基本一致；其次，随着C型钢翼缘宽厚比的增加，模型刚度增加，刚度退化基本一致；此外，当柱C型钢腹板高厚比不断增加时，模型刚度也会增加，而随着C型钢腹板高厚比的增加，模型的刚度会出现先增加后减少的情况；此外，轴压比也是影响刚度退化的一个主要因素，当轴压比越小时，框架的刚度退化越不明显。
2.3延性
构件或截面在承载能力没有显著下降的情况下承受变形的能力就叫做延性，也就是说，在结构破坏以前，构件或截面能够承受最大的塑性变形，而延性的好壞是用位移延性系数加以表示。比如，当对比各模型的位移延性系数时，其值变化较小或者不变，就表明垫板厚度对模型的延性影响不大；此外，模型的位移延性系数随梁柱线刚度比的降低而增加，且增加幅度较大，但在此情况下，考虑到框架整体的受力和变形特征，这种延性的提高没有实际意义；此外，延性系数略高于一般混凝土结构与门式刚架，从结构的延性方面说可以替代混凝土结构。
2.4耗能性能
结构或构件在反复荷载作用下，表现出加载吸收能量，卸载释放能量的特性，吸收能量与释放能量之差即为结构或构件消耗的能量。发生地震时能量输入结构中，结构需通过材料的摩擦、局部损坏或结构中设置耗能装置来进行吸收和耗散能量。吸收和耗散的能量越多，在强烈地震中结构越安全，越不易被破坏。模型的能量耗散能力以荷载—位移滞回曲线所包围的面积来衡量；此外，可用极限状态和破坏状态的能耗来表示结构的耗能性能好坏。垫板厚度和梁柱线刚度比对框架的初始刚度影响较大，当垫板厚度较大时，初始刚度就会越大；但当梁柱线刚度较小，初始刚度就会较小。
结语
总而言之，由于冷弯薄壁型钢结构的自身重量轻，具有较好的结构延性以及塑性好，并且其抗震性能明显优于传统结构，适用于现代社会的发展需要。文章结合相关试验，并应用ANSYS有限元程序对双肢冷弯薄壁C形钢框架结构的抗震性能进行研究，并对其承载力退化、刚度退化、延性及耗能性能在内的抗震性能进行分析，从而能够更好地将其投入到人类工程建设工作中。
参考文献
[1]赵根田，鉴钟.冷弯薄壁C型钢框架体系抗震性能研究[J].内蒙古科技大学学报，2013，32（01）：88-92.
[2]陈明，李梦祺，邓渤凡.双肢冷弯薄壁型钢框架抗震性能分析[J].建筑钢结构进展，2015，17（02）：7-12+51.
[关键词]双肢冷弯薄壁C型钢；框架；抗震性能
中图分类号：TG506 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）28-0023-01
引言
在我国可持续发展战略的引导以及国家住宅产业化背景下，由于钢结构房屋建筑自重轻、安装简单，并且施工周期较短，还具有着较好的抗震性能，因此得到了较好的应用，而冷弯薄壁型钢结构在众多结构中都得到了广泛的应用。其中，双肢冷弯薄壁C型钢内夹钢板是一种可以提高构件承载能力的组合截面，但人们对双肢组合截面的研究相对较少。因此，文章对此进行研究就很有必要。
1双肢冷弯薄壁C型钢框架抗震性能研究
1.1双肢冷弯薄壁C型钢框架的拟静力试验
要得到双肢冷弯薄壁C型钢框架的抗震性能结果，首先需要进行双肢冷弯薄壁C型钢框架的拟静力试验，通过对框架的受力性能和破坏形态进行分析，从而得到框架的滞回曲线、骨架曲线等。比如，当对两榀3层单跨双肢冷弯薄壁C型钢框架进行拟静力试验时，通过是否设置交叉支撑作为设计参数，对该类钢框架抗震性能的影响进行研究，经试验能够得出两榀框架滞回曲线（见图1、图2）以及骨架曲线（图3），并通过对两榀框架结构的试验破坏现象、滞回曲线和骨架曲线的分析，可以得到两榀框架结构的破坏模式以及各项抗震性能指标。由结果可知，该钢框架结构的破坏模式符合“强柱弱梁”的抗震设计要求，并且其延性和耗能能力较好，且承载力退化稳定。而当增设交叉支撑后，其结构的承载力以及刚度都明显提高，框架侧移也明显减小，但延性和耗能能力都有所降低。
1.2有限元往复循环加载计算
在试验结束后，运用ANSYS软件建立非线性模型，与得到的试验数据进行对比验证，并对参数进行拓展分析，采用试验原材料实测的材性指标建立有限元模型；此外，还需对拟静力试验框架进行有限元往复循环加载计算，将得到的框架滞回曲线和破坏形态与试验框架进行对比，从而对应用有限元方法的双肢冷弯薄壁C型钢框架的抗震可靠性进行验证。
2钢框架抗震性能指标及抗震性能分析
2.1框架的承载力退化
承载力退化是指在外力作用下，结构或构件产生的位移保持不变，但其承载力会随着加载等级的不断增加而逐渐降低，一般用承载力退化系数表示。在位移延性系数不断增加的过程中，试件承载能力会逐渐降低。框架模型达到最大荷载后，加载位移不变，各试件承载力退化稳定，随循环次数的增加，其承载力也越来越小；此外，框架的承载力在轴压比系数的增大下，其框架的抗侧承载力会提高，但极限变形能力降低。
2.2框架的刚度退化
首先，当C型钢厚度在不断增加时，模型刚度就会增加，而刚度退化基本一致；其次，随着C型钢翼缘宽厚比的增加，模型刚度增加，刚度退化基本一致；此外，当柱C型钢腹板高厚比不断增加时，模型刚度也会增加，而随着C型钢腹板高厚比的增加，模型的刚度会出现先增加后减少的情况；此外，轴压比也是影响刚度退化的一个主要因素，当轴压比越小时，框架的刚度退化越不明显。
2.3延性
构件或截面在承载能力没有显著下降的情况下承受变形的能力就叫做延性，也就是说，在结构破坏以前，构件或截面能够承受最大的塑性变形，而延性的好壞是用位移延性系数加以表示。比如，当对比各模型的位移延性系数时，其值变化较小或者不变，就表明垫板厚度对模型的延性影响不大；此外，模型的位移延性系数随梁柱线刚度比的降低而增加，且增加幅度较大，但在此情况下，考虑到框架整体的受力和变形特征，这种延性的提高没有实际意义；此外，延性系数略高于一般混凝土结构与门式刚架，从结构的延性方面说可以替代混凝土结构。
2.4耗能性能
结构或构件在反复荷载作用下，表现出加载吸收能量，卸载释放能量的特性，吸收能量与释放能量之差即为结构或构件消耗的能量。发生地震时能量输入结构中，结构需通过材料的摩擦、局部损坏或结构中设置耗能装置来进行吸收和耗散能量。吸收和耗散的能量越多，在强烈地震中结构越安全，越不易被破坏。模型的能量耗散能力以荷载—位移滞回曲线所包围的面积来衡量；此外，可用极限状态和破坏状态的能耗来表示结构的耗能性能好坏。垫板厚度和梁柱线刚度比对框架的初始刚度影响较大，当垫板厚度较大时，初始刚度就会越大；但当梁柱线刚度较小，初始刚度就会较小。
结语
总而言之，由于冷弯薄壁型钢结构的自身重量轻，具有较好的结构延性以及塑性好，并且其抗震性能明显优于传统结构，适用于现代社会的发展需要。文章结合相关试验，并应用ANSYS有限元程序对双肢冷弯薄壁C形钢框架结构的抗震性能进行研究，并对其承载力退化、刚度退化、延性及耗能性能在内的抗震性能进行分析，从而能够更好地将其投入到人类工程建设工作中。
参考文献
[1]赵根田，鉴钟.冷弯薄壁C型钢框架体系抗震性能研究[J].内蒙古科技大学学报，2013，32（01）：88-92.
[2]陈明，李梦祺，邓渤凡.双肢冷弯薄壁型钢框架抗震性能分析[J].建筑钢结构进展，2015，17（02）：7-12+51.