基于多目标性能的高强钢组合K形偏心支撑框架塑性设计方法研究

摘要：

高强钢组合 K 形偏心支撑框架结构 (K-HSS-EBFs) 作为一种典型的双重抗侧力体系, 可以实现结构抗震设计中多道设防的目标. 针对传统 K -HSS-EBFs 性能设计方法中无法考虑多水准抗震设防目标以及支撑 - 框架体系剪力分配的问题, 对基于多目标性能的 K -HSS-EBFs 塑性设计方法进行修正. 通过考虑结构后屈服刚度变化得到 K -HSS-EBFs 的三折线能力曲线, 采用能量平衡原理计算支撑 - 框架体系在不同性能目标下的弹性和弹塑性剪力分配, 从而对结构进行弹塑性设计. 采用修正的设计方法设计了一个 6 层的 K -HSS-EBFs 结构算例, 建立 OpenSees 有限元模型, 选取 20 条地震波对其进行不同强度地震作用下的弹塑性时程分析. 结果表明: 采用所提设计方法设计的 K -HSS-EBFs 实现了结构预期的破坏模式以及不同强度地震作用下的位移延性需求和剪力分布模式; 从多遇地震到罕遇地震, 算例模型中框架跨所承担的基底剪力占比由 29% 提高到 44%, 满足 GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》中对于多道设防体系内力重分布后的结构总基底剪力分配要求.