偏心支撑钢框架基于屈服点谱的性态抗震设计(Ⅰ)——方法.docx

偏心支撑钢框架基于屈服点谱的性态抗震设计(Ⅰ)——方法
摘要：
随着建筑结构抗震性能要求的日益提高，基于屈服点谱的性态抗震设计方法逐渐得到广泛应用。本文以偏心支撑钢框架结构为研究对象，介绍了基于屈服点谱的性态抗震设计方法，并通过一个实例分析，验证了该方法在偏心支撑钢框架结构抗震设计中的可行性和有效性，为类似结构在设计中提供了一定的参考依据。
关键词：
偏心支撑钢框架结构；性态抗震设计；屈服点谱
正文：
1.研究背景
随着大型震灾频繁发生，建筑结构的抗震性能日益受到重视。其中，偏心支撑钢框架结构由于具有优秀的抗震性能和承载能力，在现代工业建筑和大型公共设施等领域被广泛应用。然而，由于该结构在地震作用下易产生塑性变形，其抗震性能设计定位成为一项重要任务。
在抗震性能设计中，基于弹性设计方法难以满足实际工程的需要。因此，一些学者提出了基于屈服点谱的性态抗震设计方法。该方法通过地震作用下结构各构件首先经历弹性变形，再由屈服点引起局部框架的非线性屈曲，从而达到性态抗震的目的。
2.基于屈服点谱的性态抗震设计方法
屈服点谱是指考虑结构非线性屈曲变形而确定的构件屈服状态的谱计算方法。其基本原理为，在地震作用下，结构各构件首先发生弹性变形，直到某些构件达到了其承载极限，引起局部框架的非线性屈曲，从而在结构中形成一个或多个屈服点。在确定屈服点位置的基础上，按照屈服点能力等级进行抗震性能设计。
基于屈服点谱的性态抗震设计方法，可分为两个步骤：
第一步是确定屈服点位置和能力等级。具体方法为，将结构按照构件划分为一组组单元，然后分别对其进行弹性分析，并根据所得的弯矩等参数计算单元内部的塑性屈曲弯矩。在此基础上，通过屈服点位置和承载力等级的最优组合确定各单元对应的屈服点位置和能力等级。
第二步是进行组合设计。在确定屈服点位置和能力等级之后，根据设计要求和抗震需求，选取适当的屈服点分布模式，通过组合不同位置和能力等级的屈服点，达到整体性态抗震设计。
3.实例分析
本文以一座偏心支撑钢框架结构为例进行分析。该结构属于一座高层工业建筑，楼高40米，基础情况符合设计标准要求。经过弹性分析和屈服点计算后，确定了屈服点位置，如图1所示。
图1屈服点位置分布图
在确定了屈服点位置之后，根据建筑设计要求，选取了适当的屈服点分布模式，进行了组合设计。如图2所示，该结构的性态抗震设计达到了设计要求，并能够满足对地震的承载要求。
图2性态抗震设计示意图
4.结论
本文以偏心支撑钢框架结构为研究对象，介绍了基于屈服点谱的性态抗震设计方法，并通过一个实例分析，验证了该方法在偏心支撑钢框架结构抗震设计中的可行性和有效性。结果表明，该方法可以对结构抗震性能进行准确的评估，并能够有效地提高结构的抗震性能，为类似结构在设计中提供了一定的参考依据。
参考文献：
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