大型火电厂钢结构主厂房框排架结构抗震性能及设计方法研究.pdf

西安建筑科技大学申请博士学位论文大型火电厂钢结构主厂房框排架结构抗 震性能及设计方法研究 西安建筑科技大学 土木工程学院 A DissertationSubmitted to the Academic Committeeof Xi5an University of Architecture&Technology for Degree of Philosophy Doctor in Disaster Prevention and Mitigation EngineeringStudy on Seismic Behavior and Seismic Design Method of Steel Frame-bent Structures of Large Thermal Power Plant Main BuildingsByLiang JiongfengUnder The Guidance ofProfessor Xue JianyangCollege of Civil Engineering Xian University of Architecture&Technology March 2013西安建筑科技大学博士学位论文大型火电厂钢结构主厂房框排架结构 抗震性能及设计方法研究 摘 要在我国，火电厂主体结构常采用钢筋混凝土框排架结构，而随着电厂单机容 量的不断增大，主厂房的高度和跨度随之增加，具有布置灵活、自重轻、强度高、施工快、抗震性能好等优点的钢结构，成为了中国大型火电厂主厂房的主要结构 形式，尤其成为在抗震设防区建造大型火电厂的首选形式。课题组前期已经研究 了大型火电厂钢结构异型节点受力性能，为了揭示大型火电厂钢结构主厂房框排 架结构抗震性能，建立其相对应的设计方法，本文进行了系统研究。设计了 1根缩尺比为1/10三跨五层的钢框排架模型，通过对其进行拟动力试 验，研究其在预估地震作用下的加速度反应、位移反应、滞回特性、刚度和耗能 性能。研究结果表明：钢框排架结构延性相对较好，具有较强的塑性变形能力。模型结构在三种地震波（El Centro波、Taft波、兰州人工波）的多遇地震以及E1 Centro波的罕遇地震作用下，层间位移角均满足我国现行规范要求。钢框排架结 构体系可满足8度设防要求，具有良好抗震性能。在拟动力试验结束后，又对该 根钢框排架结构进行了拟静力试验，观测了框排架的破坏形态，得到了试件的荷 载一位移滞回曲线、骨架曲线，分析了钢框排架的破坏机制、滞回性能、延性、耗能能力、刚度退化等力学性能。结果表明：钢框排架结构的破坏机制为先梁端 后柱端出现塑性钱的混合破坏机制，滞回曲线较饱满，整体位移延性系数大于4.0,等效黏滞阻尼系数达到0.185o钢框排架结构体系总体上表现出良好的抗震能力，适合高烈度抗震设防区采用。模型结构的层间位移角在底层和第二层较大，为薄 弱层；煤斗梁地震反应较强，设计时要特别注意。采用有限元软件Sap2000对平面钢框排架结构进行了时程分析，计算结果与 试验结果符合较好。根据计算结果，对钢框排架结构的变形性能进行了分析，明 确了大震作用下塑性钱的出现次序和发展规律，研究了错层对结构性能的影响和 框架、排架之间的协同工作情况。西安建筑科技大学博士学位论文采用有限元软件Midas/gen对钢框排架整体厂房进行了弹性时程分析、弹塑性 时程分析、静力弹塑性分析，研究了主厂房的变形能力、薄弱部位、受力机理及 其破坏机制。计算结果表明：钢框排架延性相对较好，具有较强的塑性变形能力 和抗震能力。主厂房横向框排架和纵向框架一支撑结构存在较多的薄弱部位；煤 斗梁刚度超强，要特别注意柱截面的选取，结构计算分析应采用考虑扭转效应的 空间模型。参考国内外规范相关规定，将钢框排架结构的性能水平划分为正常使用、基 本使用、生命安全和接近倒塌四个等级，并结合地震设防水准，给出了钢框排架 结构的抗震性能目标。在钢框排架结构抗震性能试验研究的基础上，提出了钢框 排架对应四个性能水平的层间位移角限值。给出了基于位移的设计方法在主厂房 钢框排架结构设计中的设计步骤，并以一工程实例详细说明了钢框排架结构基于 位移的设计过程。提出根据结构损伤期望对钢框排架结构进行抗震优化设计，并建立了钢框排 架结构抗震优化设计的数学模型，给出了其优化设计步骤。基于ANSYS软件的二 次开发平台，采用APDL语言编制了钢框排架结构抗震优化设计程序，并采取该 程序对一工程实例进行抗震设计优化，验证了所采用的优化思路和方法的可行性。在试验研究和理论分析基础上，结合火电厂特点和多高层钢结构设计方法，提出了钢框排架主厂房的抗震设计建议，可为工程应用提供参考。关 键词：大型火电厂；框排架；抗震性能；拟动力试验；拟静力试验；时程分析；静力弹塑性分析；抗震设计论文类型：应用基础研究基金项目：国家自然科学基金(501168002)；中国博士后科学基金(20080440814)西安建筑科技大学博士学位论文Study on Seismic Behavior and Seismic Design Method of Steel Frame-bent Structures of Large Thermal Power Plant Main BuildingsSpecialty:Disaster Prevention and Mitigation Engineering Ph.D Candidate:Liang JiongfengInstructor:Prof.Xue JianyangAbstractIn China,the reinforced concrete frame-bent structure often are used in the main structure of the thermal power plant,while the height and span of the main power house increased with the increasing of the power plant unit capacity,the steel structure with flex ible layout,light weight,high strength,quickly construction,good seismic performance advantages,has become the main structure of the main plant of large thermal power plants.In particular,it has become the preferred form of construction of large thermal power plants in the earthquake-proof.The mechanical behavior of irregular joints of steel structure of large thermal power plants have been studied.Based on the previous studies,the research on seismic performance and design method of steel frame-bent structures of large thermal power plant main buildings is systematically performed in this dissertation.According to the ex perimental study on a 1:10 model of steel frame-bent structure under pseudo-dynamic test.The seismic responses such as acceleration,displacement,varying stiffess,hysteretic property and energy consumption were analyzed.The results show that the steel frame-bent structure has good ductility and strong plastic deformation capacity.The max imum story drift angles of the model structure under intensity 8 frequent and rare earthquakes are all less than their limit values regulated by the present seismic code.Steel frame-bent structures satisfied the demand of seismic design in 8 intensity zones,and has good seismic behaviors.After the pseudo-dynamic test,the ex perimental study on the model of a three-bay and five-story steel frame-bent structures under low cyclic reversed loading was to do.The failure condition of frame-bent 西安建筑科技大学博士学位论文structures is observed.The load-displacement hysteretic loops and skeleton curve of tested model are obtained.The failure mechanism,hysteretic behavior,ductility,energy dissipation capacity and stiffness degeneration were investigated.The results show that the failure mechanism of steel frame-bent structures is the first occurrence of beam-hinge and then column-hinge mechanism.The hysteretic loops are a plump.The average of the overall ductility factors is greater 4.The equivalent viscous dampings coefficient is 0.185.The steel frame-bent structures ex hibits ex cellent seismic behavior,and can be adopted in high seismic fortification zones.The inter-story displacement rotation is relatively large on the bottom floor and the second floor,namely the weak floor.And there is larger earthquake action at the coal hopper beams,which must be paid attention in design.The time history response analysis on flat steel frame bent structure were carried out by using SAP2000.The calculated results agree well with ex perimental results.According to the calculated results,the deformation performance are analyzed,the plastic hinges in the order and law under strong earthquakes are got.The influence of structure properties from split-level,coordination between the frame and bent work.The elastic time history response analysis method,dynamic elastic-plastic analysis method,static pushover analysis method are used to study the deformation,weak parts,loading capacity and failure mechanisms of steel frame-bent structures of large thermal power plant main buildings by using Midas/gen.The results show that the steel frame-bent structure has good ductility,strong plastic deformation capacity and seismic performance.But the horizontal frame-bent and longitudinal frame-supporting structures have much weak parts,and there is larger earthquake action at the coal hopper beams,which must be paid attention when designed.lt should be used the space model considering the effect of torsion on the structure to calculate and analysis.Refer to the domestic and foreign relevant norms,four performance levels are put forward fbr steel frame-bent structures,which are normal operation,basic operation,life safety and collapse prevention.The seismic levels and four performance levels are combined to form the seismic performance target.Based on the results of seismic performance tests on steel frame-bent structures,the max imum inter-story drift angle corresponding to different performance levels are presented for the steel frame-bent 西安建筑科技大学博士学位论文structures.The displacement-based seismic design(DBSD)method was proposed to steel frame-bent structures.The procedure of the DBSD was given,and taking one steel frame-bent structure of main building as an ex ample,the design process was demonstrated.The seismic optimal design of the steel frame-bent structures based on structural damage ex pectations was proposed.The seismic optimal design mathematical model of the steel frame-bent structures was set up and the optimized design steps were given.The seismic optimal design program of the steel frame-bent structures was compiled by using APDL based on the secondary development platform in ANSYS.The feasibility of optimizing idea and method was verified by an engineering ex ample.Based on ex perimental study and theoretical analysis,combined the characteristics of thermal power plants and high-rise steel structure design method,the seismic design recommendations of steel frame-bent structures of main buildings were proposed,which can provide a reference for engineering applications.Keywords:large thermal power plant,frame-bent structures,seismic behavior,pseudo-dynamic test,quasi-static test,time history response analysis,pushover analysis,seismic designResearch Type:Application basic researchFund Items:National Natural Science F oundation(Grant No.501168002)China Postdoctoral Science F OUNDATION(Grant No.20080440814)西安建筑科技大学博士学位论文目 录1绪论.11.1 研究背景.11.2 相关国内外研究现状.21.2.1 火电厂主厂房结构抗震性能研究.21.2.2 钢框架结构抗震性能研究.41.3 结构抗震计算方法与试验方法概述.61.3.1 结构抗震计算方法.61.3.2 结构抗震试验方法.81.4 本文的主要工作.10参考文献.112钢框排架结构拟动力试验研究.172.1 引言.172.2 模型设计与制作.172.2.1 模型相似关系.172.2.2 模型设计与制作.182.2.3 模型材料性能.222.3 试验方法和测试内容.222.3.1 试验方法原理.222.3.2 加载装置.232.3.3 试验输入参数.242.3.4 测试内容及方法.262.3.5 加载制度.272.4 试验结果及分析.282.4.1 试验过程及现象描述.282.4.2 地震反应主要结果.282.4.3 结构地震反应.292.4.4 滞回特性与耗能分析.322.4.5 强度与刚度.352.4.6 阻尼.36I西安建筑科技大学博士学位论文2.4.7 变形性能.372.4.8 应变反应分析.392.5 结论.40参考文献.403钢框排架结构拟静力试验研究.423.1 引言.423.2 试验概况.423.3 试验结果与分析.443.3.1 试件破坏过程.443.3.2 破坏机制.463.3.3 滞回曲线.463.3.4 骨架曲线.473.3.5 延性.483.3.6 耗能.503.3.7 强度退化.523.3.8 刚度退化.533.3.9 变形能力.543.3.10 煤斗梁节点应变分析.543.5 结论.55参考文献.554钢框排架结构抗震性能分析.574.1 概述.574.2 模型建立.574.2.1 有限元模型建立.574.2.2 关键参数的确定.594.3 地震反应分析.604.3.1 位移时程 皿线.604.3.2 楼层位移.614.3.3 层间位移角.624.4 结构动力反应分析.634.5 塑性较出现次序.64II西安建筑科技大学博士学位论文4.5.1 400gal时塑性较出现次序.644.5.2 620gal时塑性较出现次序.654.6 框、排架协同工作.664.7 错层对框排架结构性能的影响.674.8 结论.68参考文献.685大型火电厂钢结构主厂房弹性时程分析.695.1 引言.695.2 计算模型的建立.695.2.1 工程概况.695.2.2 单元类型分析与选择.715.2.3 分析模型的建立.735.2.4 地震波的选取.745.3 火电厂主厂房结构的动力特性分析.755.4 结构动力反应.765.4.1 空间框排架结构的动力反应.765.4.2 双向水平地震动输入对结构地震反应的影响.815.5 结论.83参考文献.846大型火电厂钢结构主厂房动力弹塑性时程分析.856.1 引言.856.2 弹塑性时程分析的基本方法.856.2.1 运动方程.856.2.2 结构计算模型.866.2.3 结构动力方程的求解.876.3 火电厂主厂房的弹塑性时程分析.896.3.1 分析模型.896.3.2 材料的本构关系与恢复力模型.926.3.3 塑性钱的定义与计算参数的设定.936.3.4 结构阻尼的确定.946.3.5 时程分析参数.95III西安建筑科技大学博士学位论文6.4 计算结果与分析.956.5 本章小结.102参考文献.1027大型火电厂钢结构主厂房静力弹塑性分析.1047.1 概述.1047.2 Pushover分析的基本原理.1047.2.1 基本假定.1047.2.2 Pushover分析的实施步骤.1057.2.3 水平加载模式.1067.2.4 目标位移.1077.3 火 电厂主厂房的 Pushover 分析.1097.3.1 计算模型的建立.1097.3.2 计算参数的确定.1107.3.3 结果分析与讨论.1117.4 结论.129参考文献.1308基于位移的火电厂钢结构主厂房框排架结构抗震设计.1318.1 基于性能的结构抗震设计方法.1318.1.1 基于性能抗震设计方法的基本内容.1318.1.2 直接基于位移抗震设计的特点.1328.2 火电厂主厂房框排架结构性能水准划分及性能目标.1338.2.1 地震设防水准.1338.2.2 结构性能水平划分.1348.2.3 结构性能目标的量化.1358.3 钢主厂房框排架结构基于位移的抗震设计.1388.3.1 目标位移模式.1388.3.2 等效单自由度体系的等效参数.1398.3.3 位移反应谱.1428.3.4 火电厂主厂房钢框排结构基于位移的抗震设计步骤.1448.4 算例及分析.1458.4.1 按性能水平为“正常使用”设计.145IV西安建筑科技大学博士学位论文8.4.2 按性能水平为“基本使用”设计.1488.4.3 按性能水平为“生命安全”设计.1498.5 本章小结.151参考文献.1519火电厂钢框排架结构抗震优化设计.1539.1 引言.1539.2 火电厂钢框排架结构抗震优化设计.1549.2.1 优化数学模型的建立.1549.2.2 设计变量和目标函数.1549.2.3 约束条件.1559.2.4 优化设计步骤.1609.2.5 基于ANSYS的优化设计实现.1619.2.6 算例分析.1629.3 结语.167参考文 献.16810火电厂钢结构主厂房框排架结构抗震设计建议.16910.1 引言.16910.2 钢主厂房结构抗震设计的一般规定.16910.3 钢主厂房结构抗震设计要点.17110.4 异型节点设计方法.17210.4.1 异型节点核心区抗剪承载力.17210.4.2 梁端与柱连接处截面的抗剪承载力验算.17510.4.3 异型节点构造要求.17510.5 火电厂钢结构主厂房抗震构造措施.17510.6 本章小结.176参考文献.17711 结论及展望.17911.1 结论.17911.2 展望.182致 谢.183附 录.184V西安建筑科技大学博士学位论文附录1：攻读博士学位期间发表的学术论文.184附录2：攻读博士学位期间参与的科研项目.184附录3：攻读博士学位期间参与申报的科研项目.184附录4：攻读博士学位期间获得的国家专利.185VI西安建筑科技大学博士学位论文1绪论1.1 研究背景地震灾害被认为是威胁人类生存及发展的最大自然灾害之一，其导致的建筑 物破坏及倒塌为地震灾害的主要表现形式。因此，如何最大限度减轻建筑物的地 震破坏，使其抗震性能得到有效提高是工程师所肩负的重要任务。而火力发电厂是重要的生命线工程，电力能源能否正:常供应直接取决于主厂 房结构的安全性，因此对于主厂房的抗震设计尤其重要。在火电厂主厂房结构设 计中，为了迎合生产工艺的需求，常常出现部分为多层、部分为单层的框排架结 构体系，这种体系把单层排架及多层框架相互连为一体，但其由于设备种类繁多，运行参数复杂，导致其整体结构布置复杂，空间整体性能较差，荷载传递路线不 明确，从而导致其抗震性能较差。钢筋混凝土框排架结构在过去中、小型机组主 厂房中常被采用，而随着国家电力行业的发展，单机容量不断增大，结构高度、跨度、荷重也不断增大，使得结构动力特性更为复杂，结构所承受的地震作用也 更大；此时，在高烈度区大容量机组主厂房中采用传统的钢筋混凝土框排架结构 主厂房已不大适合山。因此，具有布置灵活、自重轻、强度高、施工快、抗震性 能好等优点的钢结构，成为了中国大型火电厂主厂房的主要结构形式，尤其成为 在抗震设防区建造大型火电厂的首选形式。然而，由于生产工艺布置需要，与钢筋混凝土框排架结构主厂房相同，钢结 构主厂房同样存在整体结构布置复杂，刚度不均匀、荷载质量分布多样等问题，造成其抗震性能较差，为此，大型火电厂钢结构主厂房的设计是电力设计人员所 面临的新课题。而由于火电厂主厂房抗震设计所具有的特殊性，中国现有的钢结 构设计规范、抗震设计规范尚缺乏针对性的相关规定条款。因此，结合我国国情，针对火电厂钢结构主厂房结构的特殊性及存在的问题,应着力研究这种形状不规则、平面布置不均匀、纵、横向立面布置不均匀、结构 质量分布不规则、错层及柱子截面缩进等情况较多的框排架结构体系的合理性，以揭示其在地震作用下的受力特点、抗震性能和破坏机理，从而寻求合理有效的 钢框排架主厂房结构体系，并建立较为合理的设计方法。1西安建筑科技大学博士学位论文1.2 相关国内外研究现状1.2.1 火电厂主厂房结构抗震性能研究陡河电厂钢筋混凝土框排架主厂房在唐山地震中部分倒塌，使得电力供应中 断，造成了较大经济损失3，久自此以后，我国学者对火电厂钢筋混凝土框排架结 构的抗震性能进行了深入分析及研究，包括震害调查、结构动力特性实测和试验、振动台模型试验、构件和节点的模型试验、抗震计算分析等工作，从而完成了 DL502293火力发电厂土建结构设计技术规定和GB5026096电力设施抗 震设计规范等规范的抗震设计内容。然而，随着火电厂自动化水平不断提高，主厂房结构的体型以及单机容量也不 断增大，厂房高度、跨度、相邻结构的高差亦随之加大，上述规范对于火电厂主厂 房结构的抗震设计规定使得结构安全度偏低，已不能满足高参数大容量火电厂的 抗震设计要求。为此，近年来，学者和工程技术人员又对大型火电厂主厂房结构 的抗震性能进行了更为深入的研究，并取得了大量研究成果。孙香红、王社良等网对一个6层7跨的大型火电厂主厂房纵向消能支撑框架体 系1/8比例模型进行了拟静力试验研究，研究了结构破坏过程、塑性较出现的顺序 及滞回性能。试验结果表明：消能支撑框架体系具有较好的抗震性能，耗能系数 达到5.25,耗能效果优于普通框架。消能支撑框架模型结构的破坏主要集中在底层。白国良等采用ETABS对某火电厂主厂房钢筋混凝土框排架结构进行了空间 地震反应分析，研究了该结构的动力特性、层间变形及扭转效应、框架与排架内 力分配，并建议设计中应考虑双向地震作用的影响。吴涛等四等对一个1/7比例的框排架子空间模型进行了拟动力和拟静力试验 研究，研究结果表明：该类不规则结构裂缝分布广泛，由于整体结构“强梁弱柱”的特点，最终破坏塑性校主要在柱上。破坏最严重的是原型结构的第5层，主要 原因为该处柱变截面及变梁变柱异形节点的存在。白晓红等口1采用ANSYS建立了钢筋混凝土横向框排架、纵向框架一剪力墙结 构的主厂房有限元模型，分析了该结构自振特性，平面模型与空间模型计算的差 别，并提出了结构的空间作用比、考虑扭转作用的空间工作调整系数。宋远齐等四运用基于结构性能的抗震设计方法，对大型火电厂框排架结构进 行了静力弹塑性地震反应分析，分析结果表明：主厂房框排架结构在7度罕遇地 震作用下能满足变形要求，但结构存在较多的薄弱环节，在设计时应引起高度重 2西安建筑科技大学博士学位论文视。马云玲等口司通过建立某火力发电厂主厂房结构的整体空间计算模型，分别进 行了模态分析和水平双向地震作用下的弹塑性时程分析。分析结果表明：结构纵、横向刚度相差较大，扭转效应明显，且薄弱部位较多；结构的扭转效应可通过调 整构件尺寸和位置来减小。彭自强等网采用静力弹塑性分析方法，对火电厂预应力框架在地震作用下的 结构反应进行了分析，并与拟静力试验结果进行了对比。结果表明：结构最初出 较位置均为柱端，结构的薄弱环节为柱底，最终因为底层柱失效造成结构破坏。宋远齐等M利用动力弹塑性时程分析方法对大型火电厂主厂房框排架结构进 行了抗震研究。研究结果表明：动力弹塑性时程分析方法能反映主厂房结构在地 震作用下其响应随时间变化的全过程；主厂房横向框排架和纵向框架存在较多的 薄弱环节，分析结果可为设计提供重要依据。火力发电厂主厂房结构中由于工艺布置要求，常常会出现大量异型节点，其 受力性能以及在地震作用下的破坏模式不同于普通节点，为此，白国良刀、吴 涛口 83、李红星RI、张淑云0等，对钢筋混凝土框排架异型节点进行了试验研究 和计算分析，研究了该类异型节点的工作性能和受力特点，建立了异型节点抗剪 承载力计算公式，提出了异型节点的设计方法。白建方磔，26等还利用神经网络方 法研究了低周反复荷载作用下钢筋混凝土异型节点抗裂承载力与各主要影响因素 之间复杂的非线性关系，建立了基于承载力的BP神经网络预测模型，给出了异型 节点抗震性能预测方法和步骤。针对火电厂钢筋混凝土主厂房结构难以满足在高烈度区抗震性能的现状，白 国良即，28提出了分散剪力墙一型钢框排架结构体系，并按照1/7比例对七层框排架 子空间模型进行了拟动力试验及拟静力试验，试验结果表明：该结构较钢筋混凝 土框排架结构具有更好的滞回性能和耗能能力，分散剪力墙和型钢混凝土柱对结 构延性和耗能能力的提高显著且有较大安全储备。关于火电厂钢结构主厂房抗震性能的研究则较少，沈组炎网等进行了缩尺为 1/25的大型火电厂钢支撑一框架工厂房结构的模型振动台试验，探讨了细部构造 对整体模型的影响。张文元网等进行了较接中心支撑框架结构体系钢结构主厂房 的抗震性能试验研究。结果表明：钱接中心支撑框架结构体系能够满足“小震不 坏”和“大震不倒”的抗震设防要求，而底层和顶层为结构抗震设计的薄弱部位。薛建阳卬一34等则以100QMW火电厂主厂房的钢结构异型节点为原型，通过试验研究 3西安建筑科技大学博士学位论文了钢结构箱形柱与梁异型节点的破坏机理，提出了钢结构异型节点的破坏模式，并建立了节点域的变形机制。1.2.2 钢框架结构抗震性能研究目前，国内外关于钢框排架结构抗震性能的研究虽然很少，但对钢框架抗震 性能的研究则取得了丰富的成果。早在60年代起，Clough、Takanashi区】就进行了与地震激励下框架非弹性特性 相关联的整体钢框架非弹性性能试验。1979年Tang和Clough对一个比例约为 1/2的三层钢框架进行了振动台试验，研究了屈服力大小、节点域变形、基础变形、结构刚度分布等因素对恒载的影响，并采用双线性恢复模型对模型结构进行了理 论分析。研究结果表明：采用简单的计算模型分析结构的总体反应就可得出较精 确的结果，而对于进入塑性阶段的局部反应则精度较差。KayaR利用参数识别的方法对一个三层钢框架模型进行结构分析，并与其动 力试验结果进行对比，发现楼层位移和节点转角相互独立，即梁和柱不能保持理 想的连续性。Tagawa等网通过一足尺组合钢梁抗弯框架的拟静力试验，提出了塑 性较处组合梁的滞回规律。抗弯钢框架梁柱节点域受力复杂，易发生局部变形和应力集中。F ielding网将 节点变形单独作为一个变量，分析了节点变形对框架的影响。武藤清等加提出了 一种考虑梁柱节点区域剪切变形、柱轴向变形及梁、柱构件剪切变形的有限元分 析法一F APP法。钢框架的非弹性变形分布、强度、刚度板域受剪切变形的影响较明显，当板 域较弱时，梁柱在水平荷载作用下将不能发挥其弯曲强度，使得结构强度和刚度 降低。TsaiW等研究了板域变形对弹性层间位移的影响情况，提出了一种简单 近似估算板域变形所引起的弹性层间位移方法。Krawinkler则提出了板域强度公 式网。二十世纪80年代日美联合进行了足尺钢框架模型抗震试验研究由-46及一系列 缩尺结构试验即-49,并对此进行了理论分析5。，51。研究结果表明：空间抗弯框架 很柔，节点域广泛屈服而没有断裂，滞回特性稳定，延性较大。结构非弹性地震响应会受P-效应严重影响，从而增大了结构向一侧倒塌的 可能性52,53。Chall/4进行了地震下平面钢框架考虑P-效应的倒塌非线性分析,表明即使满足了规范规定的“强梁弱柱”，柱中仍会出现塑性较，倒塌是由下面几 层形成倒塌机制所引起的。Usamis提出了基于推倒分析的钢框架结构抗震设计方 4西安建筑科技大学博士学位论文法，并指出简单双线性滞回模型的单自由度动力分析能可靠地预测整体最大位移。国内学者也对钢框架抗震性能进行了大量研究，并取得了丰富的研究成果。李国强、沈祖炎等对钢框架结构进行了同时考虑节点和杆件剪切变形及轴力影响 的二阶效应地震反应分析区,给出了 H型钢柱纯框架层间弯剪型模型，并对梁单 元弹塑性刚度矩阵作了改进，提出了弹塑性模型卬阳，将C10Ugh梁单元弹塑性刚 度矩阵计算的二杆模型推广为广义C10Ugh模型.I,研究了梁柱连接变形和节点 域剪切变形对钢框架抗震性能的影响。冯健、李国强通过采用综合离散法进行平面钢框架的弹塑性地震反应分 析，提出了罕遇地震下多高层抗弯钢框架和中心支撑钢框架结构弹塑性位移验算 的实用计算公式。董宝阳通过将损伤累积原理引入到钢框架的弹塑性地震反应分析中，建立了 钢材考虑损伤累积的滞回曲线和空间钢杆件的恢复力模型、弹塑性刚度矩阵，理 论计算结果与空间钢框架模型振动台试验所测得的振动位移曲线比较吻合。吴芸、张其林等通过狗骨式刚性连接钢框架的拟静力试验研究，研究了该 类型结构的破坏形态、变形特点、荷载一位移滞回曲线、结构耗能性