淺談中心支撐對多層鋼框架結構抗震性能的影響

摘 要：在工業建筑中，鋼框架結構應用比較普遍，抗震設計尤為重要。本文運用PKPM結構計算軟件，對某多層鋼框架結構進行建模計算，對比純框架及中心支撐框架兩種結構體系。發現通過設置中心支撐，框架結構的抗震性能顯著增強，較通過增大受力構件截面尺寸來提高抗震性能的傳統設計方法，經濟性得到顯著提高。

關鍵詞：鋼框架；中心支撐；抗震性能

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.05.195

0 引言

鋼框架結構類型，按其抗側力體系可分為：純框架（UBF）、中心支撐框架（CBF）和偏心支撐框架（EBF）等。當建筑物高度增加時，水平荷載（風荷載及地震荷載作用）對結構起的作用愈來愈大，除了結構內力明顯增大外，結構的側向位移增加更快。結構內力、位移與高度的關系，都呈指數曲線上升（N=f（h），M=f（h2），△=f（h4））。本文以多層鋼框架為對象，對比研究純框架及中心支撐框架結構的抗震性能。

1 計算模型的建立

1.1 結構參數

該工程位于沿海地區，為一開敞式鋼框架，屬于工業建筑。結構縱向五跨，長35.5m；橫向兩跨，長12m；地上6層，建筑總高度25m。該地區抗震設防烈度為七度，設計基本地震加速度值為0.15g，設計地震分組為第一組，抗震設防類別丙類，場地類別為Ⅱ類，地面粗糙度A類。基本風壓0.75KN/m2。

1.2 截面選型

框架柱HW350X350，框架梁HN400X200、HN350X175、HN250X125、HN200X100。支撐HW200X200，鋼材Q235B。

1.3 模型建立

采用PKPM設計軟件進行結構建模計算。其中圖1模型為純框架結構。圖2模型在橫向、縱向各選一跨布置人字形中心支撐。

2 模型計算結果及分析

在上述計算模型和荷載作用下，對上述兩個模型進行了結構計算，計算結果如表1所示。

3 結論

采用中心支撐的框架結構較純框架結構的最大位移、位移比、位移角、周期、周期比均得到較大幅度的降低，說明采用中心支撐可以增加結構的抗側移剛度及扭轉剛度，提高結構的抗震性能，較通過增大受力構件截面尺寸來提高抗震性能的傳統設計方法，可以提高整體結構的經濟性。

作者簡介：王相寶（1988-），山東泰安人，助理工程師，主要從事工程設計工作。