钢筋混凝土柱—钢梁组合构件及其框架结构的抗震性能研究

其中个组合框架结构节点区域被认为是刚性的，而另外两个框架结构则采用的是活动性的节点连接形式，以此来考虑节点变形的影响。

同时，采用活动性的节点连接形式的两个框架结构的节点，个是基于强度控制的方法设计的，个是基于变形控制的方法设计的，下面将作详细解释。

六层框架结构的设计与建模本试验中的层框架结构原型来自于美国日本关于混合结构的合作研究计划，结构布置如图所示，立面图和梁柱截面尺寸如图所示。

结构的抗震设计依据是国际建筑规范版，同时假定该建筑位于洛杉矶地区场地类别类，硬土。

根据规范查图可知，该地区的地震参数为，在的阻尼比下，，。

其中，分别为短期地震加速度和特征周期地震加速度。

建筑设计地震分组为第Ⅰ组，抗震等级为级。

结构抗震设计时，计算得到标准层自重为千磅，屋盖自重为千磅。

本试验中的建筑结构设计与进行的试验研究中的建筑结构设计相似，但对其柱的尺寸和配筋进行了修改。

该结构的详细设计信息可以在其他地方查到等人，。

需要指出的是，本试验中的层框架结构的设计与前面所提的构件试验没有关系。

图六层框架结构的平面图和立面图本试验中，为了研究框架结构的地震响应，使用的计算机程序是国际。

程序中定义的梁柱连接节点等的单元属性，是根据本文前面的试验结果以及先前的个关于节点研究的试验得到的。

对于采用活动性的节点连接形式的两个框架结构，程序中使用了个面域单元来模拟节点的变形。

面域单元包含了四个铰接在角部的刚性键和个扭曲的弹簧，它的尺寸大小正好为节点区域内的梁高的国际。

建模时，梁和柱在中间段被认为是弹性的，而在两端则采用的是非弹性的铰接。

采用刚接节点和铰接节点的结构的基本周期分别为和。

对于结构的节点设计，节点的抗剪强度需满足下面的公式式中，为节点的极限抗剪强度，其值可以取节点剪切扭曲度为时的节点抗剪强度等人，。

而影响系数则取决于节点剪切扭曲度的最大取值。

对于节点抗剪强度需求值，则是框架结构中节点区域处的实际剪力值。

在计算时，认为框架梁的弯矩达到了极限弯矩，同时考虑了材料的超强和应变硬化。

在基于强度控制的方法设计的节点和基于变形控制的方法设计的节点中，系数均取。

为了控制节点的剪切扭转变形，在基于变形控制的方法设计的节点中，影响系数取，而在基于强度控制的方法设计的节点中，影响系数取。

需要指出的是，在计算节点的极限抗剪强度时，没有考虑节点处钢梁腹板的材料超强和应变硬化，这就意味着在式中包含了个隐含的安全系数。

图简化三向节点剪力和节点变形图由于本试验要研究的是所有框架结构的节点性能对其地震响应的影响，所以在计算节点的极限抗剪强度和节点抗剪强度需求值时引入了影响系数和，这样就更具概括性，而不仅仅是针对个别的结构构件。

节点的三向剪力和节点总剪切变形包络图可以用来分析混合结构节点的动力响应，如图所示。

图中的三向剪力和节点总剪切变形包络曲线关系与先前密歇根大学所做的研究相吻合。

在建模过程中，由于考虑了材料的超强和应变硬化，节点的抗剪强度大约增加了等人，。

需要指出的是，在程序中，使用了面单元来模拟节点的剪切扭曲变形。

为了简化处理，在动力分析中，节点的承压变形被当做是与节点的剪切扭曲变形相结合的，同样使用了面单元来模拟。

动力分析地震波选取针对不同的特性和强度，有种历史记录地震波可供选择条地震波和条地震波，这种历史记录地震波都是在地震中得到的。

地震波般被选作代表远场地面运动，而地震波由于其近断层的特点，常常被选作代表近场地面运动。

对于地震波和地震波各自中的两条，则分别代表的是洛杉矶地区设计年限为年的情况下，超越概率为和的设防地震波。

在这种历史记录地震波中，地震波设计年限为年的情况下，超越概率为和条地震波都曾直接被应用在由等人有效的控制。

从分析结果可以看到，在框架结构中节点变形可以导致最大层间位移显著增加，这样的话在混合结构的分析中，节点连接处的活动性就应该被考虑。

同时可以看到，与基于强度控制的节点设计方法设计的框架结构相比，基于变形控制的节点设计方法设计的框架结构的节点变形较小，但在最大层间位移方面二者并没有太大的差异。

谢辞本项研究得到了美国国家科学基金项目和密歇根大学的赞助，在此表示感谢。

同时也要感谢教授的大力支持和宝贵意见。

本文所表达的观点仅为作者见解，并不代表赞助者的观点。

参考文献，，，，，，，，，，，，，设计的项目中，而地震波设计年限为年的情况下，超越概率为也曾被作者应用过等人，。

分析结果节点变形对层间位移的影响试验中的个框架结构在种地震波下的最大层间位移分布如图所示。

从图中可以看到，节点变形对于最大层间位移的影响是明显的，尤其是在条地震波和地震波设计年限为年的情况下，超越概率为的作用下。

当的节点连接是刚性连接时，在地震波设计年限为年的情况下，超越概率为的作用下，最大层间位移仅为。

然而，当的节点连接为铰接时，最大层间位移增加到了大概。

同理，当考虑了节点连接的活动性时，在地震波设计年限为年的情况下，超越概率为的作用下，最大层间位移由增加到了，在地震波设计年限为年的情况下，超越概率为的作用下，最大层间位移由增加到了。

在地震波设计年限为年的情况下，超越概率为的作用下，个框架结构的最大层间位移都相同，大概为。

图最大层间位移比较如图所示，表示了基于变形控制的方法设计的框