基于靈敏度分析的鋼框架支撐結(jié)構(gòu)體系抗側(cè)性能研究.pdf

1、鋼結(jié)構(gòu)建筑作為一種可回收再利用的綠色建筑，其優(yōu)點(diǎn)有:輕質(zhì)高強(qiáng)，塑性好，結(jié)構(gòu)性能好，施工快，工業(yè)程度高等。隨著我國鋼鐵產(chǎn)量的增加，鋼結(jié)構(gòu)建筑也得到了快速的發(fā)展，它已被廣泛應(yīng)用于工業(yè)與民用建筑。
　　鋼框架結(jié)構(gòu)是目前常見的鋼結(jié)構(gòu)建筑類型，雖然具備以上優(yōu)點(diǎn)，但也存在一些缺點(diǎn)。在罕遇地震作用下，鋼框架結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生較大的側(cè)移，所引起的P-△效應(yīng)較為顯著，對結(jié)構(gòu)的承載能力和穩(wěn)定性有不利的影響，而在框架基礎(chǔ)上布置支撐形成的框架支撐結(jié)構(gòu)體系能夠較好

2、地控制框架的側(cè)移。在地震作用下，鋼框架支撐結(jié)構(gòu)體系通過樓板的變形協(xié)調(diào)與框架體系共同工作，形成框架與支撐的雙重抗側(cè)力結(jié)構(gòu)，其中支撐作為第一道防線提供較強(qiáng)的抗側(cè)剛度，這樣結(jié)構(gòu)側(cè)移得到顯著地控制。
　　在水平力作用下，頂層側(cè)向位移大小是框架支撐結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)的一個(gè)非常重要參數(shù)。在實(shí)際工程中，鋼框架支撐結(jié)構(gòu)需要一個(gè)較為精確的頂層側(cè)向位移計(jì)算公式去指導(dǎo)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，而恰恰這方面的研究目前很少。
　　本課題首先探究各因素對鋼框架支撐結(jié)構(gòu)體系側(cè)

3、向位移影響程度，例如梁柱截面，支撐截面，框架跨度，框架層高等等，然后采用基于有限元的靈敏度分析和概率設(shè)計(jì)方法，通過APDL參數(shù)化建模，得出以上因素與結(jié)構(gòu)頂層側(cè)移的靈敏度關(guān)系，最后依據(jù)靈敏度分析的結(jié)果，進(jìn)一步考察這些因素與結(jié)構(gòu)頂層側(cè)移的相關(guān)性以及建立數(shù)學(xué)模型，得到頂層側(cè)移擬合公式。
　　本課題針對鋼框架支撐結(jié)構(gòu)體系模型，設(shè)計(jì)一系列具有可持續(xù)性的框架結(jié)構(gòu)試驗(yàn)，通過結(jié)構(gòu)試驗(yàn)和有限元數(shù)值模擬，探究各種因素對整體框架抗側(cè)性能的影響。同時(shí)選擇

4、幾種典型的框架支撐體系類型，研究影響結(jié)構(gòu)抗側(cè)性能的主要因素，分析這些因素的靈敏度，比較有限元模型與真實(shí)模型的差異，最后擬合頂層側(cè)移公式。對比傳統(tǒng)通過回歸擬合方法得到的經(jīng)驗(yàn)公式，靈敏度分析方法能準(zhǔn)確地分析各因素對結(jié)構(gòu)的頂層側(cè)移的影響方式和影響程度，同時(shí)使得擬合公式中參數(shù)系數(shù)有明顯的物理意義。
　　研究結(jié)果表明:在鋼框架支撐結(jié)構(gòu)體系中，支撐截面面積以及梁柱截面高度對抗側(cè)剛度貢獻(xiàn)較明顯;在特定支撐布置形式的鋼框架結(jié)構(gòu)中，頂層側(cè)移擬合公式