人字形结构同心支撑框架的设计程序流程的建议与验证
摘 要
近期,在一些研究中表明,规范中报告的有关同心支撑结构设计的规定人字形配置通常不能有效防止非耗散构件屈服或屈曲和确保具有特征的崩溃机制通过牙套的均匀损坏。为了研究这些缺陷的原因，本文首先对按文献和欧洲抗震规范设计的同心支撑结构的地震反应进行了研究。在此基础上提出了一种新的设计程序。
创新方面主要涉及柱中弯矩的估计和对支撑梁和柱刚度要求的制定。拟定程序对结构成本的影响在大量具有不同使用类型和几何特性的建筑的基础上。采用增量非线性动力分析的方法对这些结构的抗震性能进行评估，并研究这些结构的显著损伤和临近破坏的极限状态。
关键词：柱弯矩，同心支撑框架，设计程序
1 介绍
同心支撑框架(CBFs)的设计规定和理念在世界各地有很大的不同。欧洲普遍采用的设计理念旨在促进支撑梁和柱的弹性性能，一些研究强调了与这种结构类型的成员设计相关的一些关键问题。在这些研究中，人们将注意力集中在要求支撑的超强度因子几乎均匀分布的设计处方的重要性上，以促进以所有楼层支撑的显著非弹性行为为特征的倒塌机制。通常，这些研究的不同是因为用于评估支架的超强度因子的方法。1 - 3根据欧洲规范8 (EC8)，1支撑的超强度系数定义为在抗震设计情况下支撑的设计抗力(用符号Npl,Rd表示)与轴力设计值的比值。在单斜撑的情况下，撑的设计阻力总是以撑横截面的塑性阻力为目的，而忽略了撑的压缩阻力。对于v形结构中的大括号，相反，与大括号设计阻力相关的符号(Npl,Rd)对该参数的预期计算提出了一些疑问。据一些研究人员所述，例如，2撑杆的设计阻力应确定为截面的塑性阻力(如在具有对角撑杆的结构中)，而根据其他人，例如，3在人字形配置的撑杆的设计阻力应计算为成员的屈曲阻力。试图提出一个更有效的预测的崩溃机制的特点是一个统一的损害的括号,其他一些researchers4也建议人员超编的计算因素的基础上,横向层阻力和设计横向层剪切力的一对其配置。具体来说，受拉支撑的侧层阻力应对应截面的塑性阻力，而受压支撑的侧层阻力应对应构件的后屈曲阻力。
还有一些研究人员根据超强度系数的设计规定，提出了不考虑顶层支撑的超强度系数的均匀性验证。实际上，在实际应用中，这些后一种撑形通常是过大的，以满足设计规范中关于撑形规范长细比上限的规定。因此,如果人员超编的因素的一致性验证结构的所有括号,人员超编的顶部层括号将导致增加横截面的括号的另一层楼,因此增加的成本结构。此外，Costanzo等人6指出，在验证超强度因素的均匀性时，忽略顶层支撑也会促进剪切型横向位移剖面，并避免几层楼的损伤集中。
对于受拉支撑的非弹性行为，一些研究强调了受拉梁的抗弯刚度的重要性。2,7,8确实，柔性支撑梁在张力下限制了支撑的非弹性伸长，有时还防止这些成员屈服。相反，刚性梁确保大的塑性伸长，从而在支撑断裂之前的高能量耗散。
关于梁的强度设计，抗震规范要求梁承受轴力，剪力和弯矩的计算假设下，在受拉支撑已经屈服，在压缩支撑在其后屈曲行为范围。然而，在规范中给出的规定是不同的，因为提出的关系，以估计支撑的极限抗力在压缩，因为梁截面必须满足的要求。根据AISC 341,9根梁应该被支撑，以满足中等延性构件的要求。相反，在EC8中，在这方面没有给出具体的规定，梁被认为是脆弱的成员。基于先前的实验测试结果和数值研究表明有限屈服梁对非线性响应没有损害，10 Tan等人提出了一种不同的屈服梁方法11
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