1、鋼結(jié)構(gòu)建筑被譽(yù)為21世紀(jì)的“綠色建筑”之一，是一種節(jié)能環(huán)保、能夠循環(huán)使用的結(jié)構(gòu)，符合我國(guó)建筑結(jié)構(gòu)可持續(xù)發(fā)展的要求。輕鋼結(jié)構(gòu)作為鋼結(jié)構(gòu)的一個(gè)獨(dú)立分支，較多的被應(yīng)用于輕型門式鋼架結(jié)構(gòu)等單層結(jié)構(gòu)上，隨著《輕型鋼結(jié)構(gòu)住宅技術(shù)規(guī)程》JGJ209-2010的實(shí)施，越來(lái)越多的輕鋼結(jié)構(gòu)被應(yīng)用于多層住宅、辦公樓等民用與公用建筑上。但規(guī)程規(guī)定當(dāng)框架柱軸壓比較大時(shí)仍按《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011-2010中的規(guī)定執(zhí)行，這就使得輕鋼結(jié)構(gòu)失去其優(yōu)勢(shì)。為確保

2、輕鋼框架柱在高軸壓比下仍具有較好的抗震性能，對(duì)輕鋼框架的抗震性能進(jìn)行分析，提出輕鋼框架薄弱部位的加強(qiáng)措施及方法，從而使輕鋼結(jié)構(gòu)在利用柱屈曲后強(qiáng)度的前提下通過(guò)薄弱部位的加強(qiáng)能夠使之符合抗震區(qū)的抗震要求，是本文研究的主要目的。本文主要的研究工作與取得成果如下:
　　(1)對(duì)三個(gè)利用柱腹板屈曲后強(qiáng)度的輕鋼平面框架進(jìn)行了低周反復(fù)荷載作用下的試驗(yàn)研究，并開(kāi)發(fā)了基于Abaqus軟件包的輕鋼框架非線性有限元仿真程序。在經(jīng)過(guò)試驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證有效的前提

3、下，運(yùn)用該有限元程序深入系統(tǒng)地研究了鋼框架的受力全過(guò)程和破壞模式;分析了其滯回曲線、變形與延性性能、耗能能力;最后從理論上研究了節(jié)點(diǎn)域的破壞過(guò)程和柱腳的破壞機(jī)理。
　　(2)從理論上分析了利用柱腹板屈曲后強(qiáng)度輕鋼框架的節(jié)點(diǎn)域剪切變形對(duì)其側(cè)移剛度的影響;針對(duì)其即使采用了現(xiàn)行規(guī)范所規(guī)定的方法對(duì)節(jié)點(diǎn)域進(jìn)行加強(qiáng)但仍然產(chǎn)生較大的節(jié)點(diǎn)域剪切變形的問(wèn)題，運(yùn)用開(kāi)發(fā)的有限元程序深入系統(tǒng)地研究了加強(qiáng)型邊節(jié)點(diǎn)的抗震性能;分析了不同加強(qiáng)方式下輕鋼框架邊節(jié)

4、點(diǎn)域的抗震性能和破壞模式;提出并合理的邊節(jié)點(diǎn)域板的板件厚度不宜大于(hc+hb)/65。
　　(3)對(duì)兩個(gè)利用柱腹板屈曲后強(qiáng)度的輕鋼框架中節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了低周反復(fù)荷載作用下的試驗(yàn)研究，并運(yùn)用非線性有限元程序進(jìn)行仿真。在經(jīng)過(guò)試驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證有效的前提下，針對(duì)在較大軸壓比下，利用柱腹板屈曲后強(qiáng)度輕鋼框架節(jié)點(diǎn)域附近柱端出現(xiàn)屈曲現(xiàn)象，運(yùn)用該有限元程序系統(tǒng)深入地研究了貫穿式腹板加強(qiáng)及翼緣加強(qiáng)方法對(duì)中節(jié)點(diǎn)承載力及抗震性能影響;分析其滯回曲線、變形與延性

5、性能、耗能能力，從理論上研究了不同參數(shù)對(duì)上述性能的影響，從而提出了合理有效的中節(jié)點(diǎn)加強(qiáng)方式及方法。
　　(4)利用本文上述研究所取得的成果，對(duì)輕鋼框架的邊、中節(jié)點(diǎn)域進(jìn)行加強(qiáng)，深入系統(tǒng)研究了不同柱腹板高厚比對(duì)該類輕鋼框架的抗震性能及承載能力的影響。研究發(fā)現(xiàn)，采用加強(qiáng)型節(jié)點(diǎn)的輕鋼框架其承載能力有了較大的提升，在保持較好的震性能的同時(shí)，有效的降低了結(jié)構(gòu)的側(cè)移變形。此外，以延性系數(shù)為基本定量的衡量指標(biāo)，擬合了延性系數(shù)與柱腹板高厚比間的關(guān)系