钢支撑-混凝土框排架结构抗震性能试验及有限元分析*

王富民， 高向宇， 黄 金， 曾圳杰

(北京工业大学建筑工程学院， 北京 100124)

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我国中、大型火电厂既有建筑及新建建筑在各种电力建设中均占有较大比重，由于钢支撑-混凝土框排架结构满足这类工业建筑对于刚度、承载力及抗震方面的需求，且常规的制作工艺相对比较简单，具有一定的经济优势[1]，因此，火电厂目前仍以钢支撑-混凝土框排架结构为主要结构形式。

由于功能、工艺及建设方面的要求，火电厂常存在错层、不规则、连接复杂、大开洞以及重型设备高位布置等情况，结构的质量和刚度在空间和平面上分布不均匀，扭转效应明显[2]，并且钢支撑在强震作用下可能屈曲失稳或退出工作，会加剧结构扭转及非线性变形[3]。对于质量较大、受力较大的煤仓间底层，由于其功能的需要，只能布置单根斜撑。考虑到普通钢支撑可能存在多种破坏形式[4]，现行混凝土框排架的可靠度、结构弹塑性变形等抗震性能是否满足性能化设计的要求等，值得进一步研究。

我国《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2010)(简称抗震规范)规定，对火电厂这种符合一定条件的竖向不规则结构应进行弹塑性变形分析，这项工作依赖于计算模型的准确性。目前已有众多学者对此类结构进行了数值模拟分析，刘林[5]采用ABAQUS有限元软件，对大型火电厂少墙型钢筋混凝土框架结构体系进行弹塑性时程分析，其中梁、柱采用实体单元，研究结果表明剪力墙成为结构的第一道抗震防线,型钢混凝土框架成为结构的第二道抗震防线；……