钢结构住宅抗侧力体系试验研究与

非线性分析

摘要：本文主要介绍了钢结构中常用的框架－支撑结构体系，并且对偏心支撑、中心支撑、
内藏钢板剪力撑以及钢板剪力墙等抗侧力构件进行相关论述，同时也对结构非线性分析理
论做了相关的研究。

 

　　关键词：钢结构；抗侧力；非线性

 

　　中图分类号：

TU291 文献标识码：A 

　　

1、引言 

　　

 钢结构具有独特的力学性能、施工速度快、抗震性能好以及环保节能这些优点，这就使

高层以及超高层钢结构建筑在国内外的建筑领域拥有着独特的魅力。依据抗侧力结构的力学
模型和受力特性，把常见的高层建筑钢结构可以分成四大体系：筒体结构体系、框架结构体
系、双重抗侧力体系、巨型框架体系。在这之中双重抗侧力体系在高层钢结构中应用是最多的。
 
　　

 2、框架 - 支撑结构体系 

　　

 钢框架 - 支撑体系它是在框架体系之中的部分框架柱之间设立竖向支撑，使用若干榀

带竖向支撑的支撑框架。这个体系拥有着良好的抗震性能以及比较大的侧向刚度，这样的话
就起到了支撑起剪力墙的作用，并且担负大部分水平侧力。在遇到地震的情况之下，一旦支
撑系统被破坏，内力重分布则由框架来承担水平力，这就是所说的两道抗震防线。一般来说，
这种体系的建筑比较适合高度大概是框架体系的

 2 倍，也可以用到 30～40 层的高层建筑之

中。

 

　　水平剪力主要是由腹杆而不是柱来承受的，腹杆轴力的水平分量担负着侧向剪力，如
此则就相当于一个悬臂梁的性能，这种结构形式不管是从强度或者变形的角度来看的话，
都是相当有效的。梁柱框架通常是铰接或者半刚接，它的侧向刚度则可以忽略不计，柱承受
着通过墙、梁、楼板这些传来的竖向荷载，通常，这个体系它比纯框架结构使用的钢量较少，
节点构造也比其他体系相对简单。采用支撑结构可以大大的增加结构它的整体刚度以及提高
抗侧能力。由于建筑承受的侧向荷载可能是反向的，支撑轮换着承受压力以及拉力，所以支
撑常按照更加严格的受压情况来设计。

 

　　

 3、抗侧力体系 

　　

 高层建筑侧向荷载这是结构设计的最为关键的因素，结构抗侧力性能也是结构整体性

能比较重要的因素，抗侧力体系也是整个结构体系之中最重要的组成部分，在一定程度上
决定着结构选型以及整体用钢量。双重抗侧力体系是由两道延性不同的分体系而组成的，具
有两道抗震设防功能。当前被广泛使用到高层建筑结构之中。

 

　　

3.1 中心支撑 

　　中心支撑指的是斜杆同横梁及柱汇交汇于一点，或者

2 根斜杆同横梁汇交于一点，或

者同柱汇交于一点，汇交时都没有偏心距。依据斜杆的不同布置，可以分为十字交叉支撑、
单斜杆支撑、

K 字形支撑，和 V 形支撑等等。 

　　框架

-中心支撑体系也是最为常用的双重抗侧力体系之一。这类体系有较大抗侧刚度，

这样的话就保证正常使用极限的状态要求，在通常遇到地震作用之下可以有效防止非结构
构件被破坏，但是设计不当的框架

 -中心支撑结构在较大的地震中比较容易遭到破坏。地震

之中当某一层钢支撑出现刚度、强度退化等情况，则就比较容易在该层产生软弱层，有时还
会引起整体结构的倒塌。所以，在抗震区对于中心支撑应该谨慎使用。

 

　　

3.2 、偏心支撑