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钢框架良好的抗震性能使其在工程上,尤其是在地震区多高层建筑中得到了广泛应用。虽然国内外对钢结构框架抗震性能开展了广泛的研究,但大多集中在构件和节点的研究上,对整体钢框架抗震性能的研究主要是在对少量试件的滞回性能以及弹塑性稳定分析。本文在已有研究成果的基础上,采用非线性有限元法对整体钢框架在循环荷载作用下的滞回性能、破坏机理及影响钢框架抗震性能的因素进行了系统地分析。 本文考虑几何非线性和材料非线性,用有限单元法对刚性连接钢框架的受力性能进行了有限元模拟(共5个系列22个试件),分析了钢框架在循环荷载作用下的滞回性能和破坏机理。有限元分析中考虑了柱长细比、梁的跨度、轴压比、梁腹板高厚比、柱翼缘宽厚比等参数对钢框架抗震性能的影响,本文的研究表明:柱长细比是影响钢框架抗震性能的重要因素,随着长细比的增大,框架屈服位移增大,而屈服荷载变小,极限承载力减小,底层柱长细比在28~32范围内具有较好的抗震性能;在底层柱高1/12和1/6处设置加劲肋对提高框架的抗震性能有一定的帮助,并能有效地改善柱下部翼缘边缘的屈曲情况;框架梁柱线刚度比范围在0.18~0.22内具有较好的抗震性能;随着轴压比的增加,框架耗能能力减弱,轴压比小于0.6时,轴压比的变化对屈服位移影响较大,但对框架承载力的影响不明显;在梁柱线刚度比一定的条件下,梁腹板高厚比和柱的翼缘宽厚比对框架抗震性能影响不大,但考虑到经济因素,应尽量选择理论重量小的梁和柱截面型号,这样可以降低用钢量。 本文所建立的有限元模型考虑问题全面、精度较高,能够真实地模拟刚性连接框架在循环荷载作用下的破坏行为。本文研究的内容比较系统,根据研究结果提出的结论及建议对于指导工程设计具有一定的参考价值,为进一步研究刚性连框架的抗震性能打下了良好的基础。