钢框架结构拟动力试验及结构动力相似关系研究-防灾减灾工程及防护工程专业论文.docxVIP

西安建筑科技大学硕士学位论文 西安建筑科技大学硕士学位论文 西安建筑科技大学硕士学位论文 西安建筑科技大学硕士学位论文 上地区，是一个多地震国家。历史上曾发生过多次强烈地震，给人民的生命财产造 成了十分严重的损失。在近几十年里，河北邢台、云南通海、四川甘孜、辽宁海城、 河北唐山也发生了儿改造成严重破坏的强烈地震。尤其是 1976 年唐山地震，其人 员伤亡和建筑破坏程度在世界上也是少有的。因此，需要进行抗震理论分析和研究， 为地震设防和抗震设计提供依据提高各类建筑物的抗震能力，以保障广大人民群众 的生命财产安全。 钢结构具有自重轻、强度高 、施工快、抗震性能好以及可采用大跨度 、大空间 等优点，在许多情况下具有很好的综合经济指标。因此它成为世界早期高层建筑中 最先使用的结构类型之 一，而且也将成为今后高层建筑中具有广阔发展前景的结构 类型。自 1885 年美国兴建了第一幢高层钢结构建筑--芝加哥家庭保险公司大楼 (10 层， 55m)开始，世界高层钢结构建筑方兴未艾。其中比较著名的包括 1931 年纽约 兴建的帝国大厦(1 02 层， 381m)、1972 年建造的纽约世界贸易中心大厦 (110 层，北 塔楼高 417m ，南塔楼高415m，现已在911 中倒塌)、马来西亚于 1997 年在吉隆 坡建成的双塔大厦 (88 层， 452m)等。 我国民用钢结构自 80 年代中期起步的，在 1985 年以前，我国大规格型钢紧缺， 钢结构的造价比钢筋混凝土结构高很多，因此高层建筑大都不采用钢结构。这种情 况随着我国建筑钢材的发展在逐渐改变，如 1985 年上海采用钢框架体系建造的 14 层金沙江大酒店和深圳采用钢框架--混凝土剪力墙体系建造的 43 层深圳发展中 心 大厦，标志着我国多、高层房屋建筑采用钢结构体系的开始。如今在上海、北京、 广州和深圳等城市己相继建成 30 多幢，正在设计准备开工的也有多幢。尤其以 1996 年建成的深圳地王大厦 (68 层，高为 325m)和正在兴建的上海环球金融中心 ((95 层， 高为 460m) 为代表，其高度可跟国外高层钢结构建筑相媲美。 但与此同时，根据近年来一些文献记载的日、美等国家的地震灾害情况，可以 看出民用钢结构存在着诸多问题。 1985 年墨西哥城地震、 1994 年美国加州北岭地 震、 1995 年日本阪神地 震和 1998 年的台湾商投地震都有一定数量的钢结构的脆性 破坏，打破了当时设计人员头脑中的固有观念好的延性材料必有好的延性结构飞 在这几次地震中，有些钢结构建筑的倒塌和钢柱的脆性断裂，以及支撑屈曲和数量 较多的梁柱节点的破坏，已经引起工程界的重视并进行了一系列的分析研究。 一直以来，人们认为钢结构的造价普遍较高，不能被广泛的应用，因此对其进 行研究的重视不够 ，工作做得也不多。从国内近几年钢结构建筑的迅速发展来看， 随着我国经济和科技水平的提高以及钢筋混凝土结构与钢结构之间的造价差距不 断缩小，在多层或者中高层建筑(如住宅和办公楼)中，钢框架结构体系必将越来越 广泛地应用，成为重要的结构体系之一。因此对钢框架结构体系的抗侧力性能和抗 震性能进行深入的研究与优化非常必要，具有相当普遍的实际意义。 、2 、 / 1.2 钢框架结构简介 钢框架结构是 一种常用的钢结构形式，多用于大跨度公共建筑 、工业厂房和一些 对建筑空间、建筑体型、建筑功能有特殊要求的建筑物和构筑物中，如剧院、商场 、 体育馆、火车站、展览厅、造船厂、飞机库、停车场 、仓库、工业车 间、电厂锅炉刚 架、矿山来矿井架、近海石油钻井平台等，并在高层和超高层建筑中有了越来越广泛 的应用闷。 钢框架结构多数由横梁与立柱刚接而戚。刚性连接的横梁与普通梁式结构相比， 节省钢材，结构横向刚度较好，横梁高度也较小 ，因此可以增加建筑物净空减少结构 的造价和房屋体积，是 一种比较经济的结构形式。 1.2.1 铜框架结构的特 点 与钢筋混凝土结构相比，钢材的强度高，塑性、韧性好，重量轻，工业化程度高， 适宜在动力荷载下工作。因此，对于地震多发的我国来说，采用钢结构较为有利。钢 结构和其它材料的结构相比有如下特点: (1)建筑钢材强度高，塑性韧性好 强度高，适用于建筑跨度大、高度高、承载重的结构。塑性好、韧性好适宜在 动力荷载下工作。 ο)钢结构的重量轻 由于钢材的强度高，做成的结构比较轻，可减轻基础的负荷，降低地基、基础 的造价，同时还方便运输和吊装。 (3)材质均匀和力学计算的假定比较符合 钢材由于冶炼和轧制过程科学的控制，其组织比较均匀，接近各向同性 ，为理 想的弹性--塑性体。 (4)钢结构的密封性较好 钢结构中的钢材及其连接均具有较好的水密性和气密性，适直于制作要求密闭 的板