浅谈中心支撑对多层钢框架结构抗震性能的影响

摘 要：在工业建筑中，钢框架结构应用比较普遍，抗震设计尤为重要。本文运用PKPM结构计算软件，对某多层钢框架结构进行建模计算，对比纯框架及中心支撑框架两种结构体系。发现通过设置中心支撑，框架结构的抗震性能显著增强，较通过增大受力构件截面尺寸来提高抗震性能的传统设计方法，经济性得到显著提高。

关键词：钢框架；中心支撑；抗震性能

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

0 引言

钢框架结构类型，按其抗侧力体系可分为：纯框架（UBF）、中心支撑框架（CBF）和偏心支撑框架（EBF）等。当建筑物高度增加时，水平荷载（风荷载及地震荷载作用）对结构起的作用愈来愈大，除了结构内力明显增大外，结构的侧向位移增加更快。结构内力、位移与高度的关系，都呈指数曲线上升（N=f（h），M=f（h2），△=f（h4））。本文以多层钢框架为对象，对比研究纯框架及中心支撑框架结构的抗震性能。

1 计算模型的建立

1.1 结构参数

该工程位于沿海地区，为一开敞式钢框架，属于工业建筑。结构纵向五跨，长35.5m；横向两跨，长12m；地上6层，建筑总高度25m。该地区抗震设防烈度为七度，设计基本地震加速度值为0.15g，设计地震分组为第一组，抗震设防类别丙类，场地类别为Ⅱ类，地面粗糙度A类。基本風压0.75KN/m2。

1.2 截面选型

框架柱HW350X350，框架梁HN400X200、HN350X175、HN250X125、HN200X100。支撑HW200X200，钢材Q235B。

1.3 模型建立

采用PKPM设计软件进行结构建模计算。其中图1模型为纯框架结构。图2模型在横向、纵向各选一跨布置人字形中心支撑。

2 模型计算结果及分析

在上述计算模型和荷载作用下，对上述两个模型进行了结构计算，计算结果如表1所示。

3 结论

采用中心支撑的框架结构较纯框架结构的最大位移、位移比、位移角、周期、周期比均得到较大幅度的降低，说明采用中心支撑可以增加结构的抗侧移刚度及扭转刚度，提高结构的抗震性能，较通过增大受力构件截面尺寸来提高抗震性能的传统设计方法，可以提高整体结构的经济性。

作者简介：王相宝（1988-），山东泰安人，助理工程师，主要从事工程设计工作。