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现代抗震设计利用实际结构的延性和超强,采用结构影响系数对设防烈度下的单支点弹性反应谱进行折减,得出各种结构体系的设计地震作用,然后按弹性计算结构的地震反应。结构耗能、超强能力越大,地震作用取值越小。结构影响系数的取值是否合理直接关系到结构抗震设计的安全与经济。
我国《建筑抗震设计规范》GB50011-2001不区分结构材料和结构类型,对建筑物采用单一的隐含结构影响系数R=2.8125,这使得所设计的结构不具有相同的可靠度,对某些结构体系甚至是偏于不安全的。对各种结构体系取相同的地震作用,钢结构良好的延性和耗能能力在抗震设计中未得到合理反映。单斜杆偏心支撑钢框架结构是一种良好的双重抗侧力体系,延性好,耗能大,适用于高烈度地震区的多、高层建筑。本文在深入分析国内外结构影响系数研究现状后,采用弹塑性增量动力法对单斜杆偏心支撑钢框架结构影响系数进行了研究,提出结构影响系数建议值。
本文研究单斜杆偏心支撑钢框架结构在抗震设防烈度地震下的结构影响系数,进行了以下工作:首先严格按我国抗震规范采用PKPM软件设计了9个单斜杆偏心支撑钢框架结构,然后采用ANSYS软件及大量地震记录,对9个算例进行了增量动力弹塑性时程分析,求得了结构影响系数,对该结构体系的结构影响系数进行了分析,最后提出了结构影响系数建议值。
本文还对单斜杆偏心支撑钢框架的结构影响系数、超强系数和延性折减系数与结构层数、跨数、跨度、周期的关系进行了研究,得到了各性能系数随层数、跨数、跨度和周期的变化规律。