4、带中心和偏心支撑的钢框架非线性行为研究

带中心和偏心支撑的钢框架非线性行为研究

1. 引言

厄瓜多尔的地震能量释放机制主要由两个地震源产生，一是板块俯冲（板块间和板块内），二是地表断层活动。该地区的地理特征和能量释放导致了许多结构的严重破坏和倒塌，如2016年的马纳比 - 厄瓜多尔地震。合理的结构设计旨在使结构在承受侧向荷载时，强度和刚度达到适当的关系，防止结构失效并控制其变形。

厄瓜多尔目前的抗震设计理念正从基于能力的设计方法向基于性能的设计转变。基于能力的设计注重元素的损伤顺序以确保结构稳定，而基于性能的设计旨在满足人类需求，提高保护水平，使结构在地震后仍能保持可运行状态。因此，寻找能量耗散、基础隔震和主动控制等技术以避免结构遭受重大破坏并实现低成本修复至关重要。然而，在厄瓜多尔和一些拉丁美洲国家，并非所有结构都能采用这些特殊系统，所以寻找能使损伤集中在易于更换且成本较低的元素中的能量耗散机制十分必要。

本研究旨在确定27种不同类型钢框架（无斜撑、有中心斜撑和偏心斜撑）的地震行为。通过非线性静态分析程序，利用能力曲线和损伤机制分析来评估地震行为，并确定设计地震（475年回归期）下的地震性能点。框架的初始设计将采用国家规范NEC 15推荐的方法，先进行线性静态分析，再通过非线性静态分析进行验证，整个过程借助CEINCI - LAB和OpenSees计算系统完成。

2. 方法

2.1 分析框架的几何描述

分析和设计针对4层、8层和12层的三层钢框架结构，采用三种不同的结构系统。这些结构遵循相关程序和国内外标准，如NEC - 15、ASCE/SEI 41 - 17等。支撑系统位于中央跨度，楼层高度除首层为3.60 m外，其余为2.88 m，中央跨度为7