剛性連接具有較好的耗能能力、抗震性能和塑性變形能力。但是，半剛接鋼框架側(cè)向剛度低，抗側(cè)移能力較弱，在地震作用下變形較大，會影響結(jié)構(gòu)的正常使用。解決此缺點最有效的方法是設置抗側(cè)體系，偏心支撐是一種新型的抗框架支撐體系，一方面可以彌補半剛接鋼框架的缺陷，另一方面，兩種耗能能力較強的體系結(jié)合，表現(xiàn)出更強的抗震性能。本文在總結(jié)國內(nèi)外現(xiàn)有的研究成果的基礎(chǔ)上，對帶偏心支撐的平面半剛性連接鋼框架的抗震性能進行了分析研究，為相關(guān)工程的設計和抗震減災工作提供了借鑒作用。

1 模型的建立與分析

本文設計三組二層鋼框架:無支撐、設單斜式偏心支撐框架及人字形偏心支撐的框架。N、X、Y分別代表無支撐、單斜式偏心支撐、人字形偏心支撐鋼框架。鋼框架跨度為6m，層高3．6m，構(gòu)件均采用焊接H型鋼，柱截面尺寸為H300×250×8×12，梁截面尺寸為H300×200×8×12，支撐采用H200×150×8×10。鋼材采用Q345，梁柱采用端板連接，場地為II類，抗震設防烈度為8度，各階振型阻尼均取0．05。每組模型包括3個半剛性框架和1個剛接框架，半剛性框架的節(jié)點初始轉(zhuǎn)動剛度分別Ｒ1=33439kN．M/rad、Ｒ2=54165kN．M/rad、Ｒ3=100350kN．M/rad。各模型所承受的荷載均相同。

2 多遇地震下彈性時程分析

2．1 各模型的頂點位移分析

本文僅采用EL－centro地震波作用來模擬計結(jié)構(gòu)在地震下的反應。由模擬結(jié)果可知:對無支撐鋼框架，半剛接與剛接相比，半剛接鋼框架的頂點最大位移明顯增大，隨節(jié)點初始轉(zhuǎn)動剛度的減小，頂點最大位移增大;帶偏心支撐的鋼框架與無支撐鋼框架相比，前者框架頂點最大位移明顯減小，對帶偏心支撐的鋼框架，節(jié)點剛度對最大頂點位移的影響非常小，可忽略;對所有系列的鋼框架，頂點位移的極值隨節(jié)點轉(zhuǎn)動剛度的減小有增大的趨勢，當節(jié)點剛度為Ｒ1=33439KN．M/rad時，頂點位移極值最大;單斜式偏心支撐體系與人字形偏心支撐體系鋼框架相比，同一節(jié)點剛度下其頂點位移最大值相差不大，說明單斜式偏心支撐與人字形偏心支撐對鋼框架結(jié)構(gòu)的貢獻相當。

2．2 各模型的樓層最大剪力

由各系列框架各層的最大剪力結(jié)果可知:對N系列的鋼框架，半剛性連接對結(jié)構(gòu)各層的剪力曲線比較平滑，各層的剪力隨連接剛度的減小明顯減小，但最大剪力都出現(xiàn)在底層;對X系列的鋼框架，半剛性連接時，各層的剪力非常接近，節(jié)點剛度對各層的剪力影響不大，半剛性連接時的各層剪力略大于完全剛接的鋼框架。對Y系列的鋼框架，節(jié)點剛度對各層的剪力影響不呈規(guī)律，完全剛接鋼框架的各層剪力仍小于半剛性鋼框架。因此，節(jié)點剛度對無支撐的鋼框架各層的剪力影響較大，偏心支撐對鋼框架各層的剪力影響較大，但節(jié)點剛度對設置偏心支撐的鋼框架影響不明顯。這說明，偏心支撐可有效增加結(jié)構(gòu)的整體剛度，使結(jié)構(gòu)吸收的地震作用增大，從而使各層的剪力增大。

2．3 不同支撐下樓層最大頂點位移

從不同支撐情況框架的頂點位移的結(jié)果中可看出，除剛接框架以外，N系列鋼框架的樓層位移總是大于X系列和Y系列鋼框架;對剛接鋼框架，N系列鋼框架第一層的頂點位移小于X系列和Y系列，第二層的頂點位移反之。因此，當半剛性鋼框架的節(jié)點剛度一定時，設置偏心支撐可以有效降低樓層的頂點位移，增加結(jié)構(gòu)的整體剛度。

3 結(jié)語

地震荷載作用下，比起剛性節(jié)點，半剛性節(jié)點部位能量耗散作用可以降低位移反應。單斜式偏心支撐鋼框架結(jié)構(gòu)系列、人字形偏心支撐鋼框架結(jié)構(gòu)系列分別與無支撐系列鋼框架相比，偏心支撐的存在使結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度增加，減小了結(jié)構(gòu)的側(cè)向位移，偏心支撐增加了結(jié)構(gòu)的耗能能力和延性，從而增大了結(jié)構(gòu)所受的地震作用，有利于結(jié)構(gòu)的抗震。

馬英娟，曹帥，李艷，山東科技大學土木工程與建筑學院，山東青島266510