2024年1月1日发(作者：)

・５０・　第４０卷第３Ｏ期　２　ｏ　１　４年１　ｏ月　山　西　建　筑　中，当钢框架的承载力超过极限荷载并降至其０．８５倍的极限荷　滞回曲线外形上看，平面Ｙ型框架与普通空间Ｙ型框架比较接　载时就认为框架破坏　。　图４加载方式　２受力性能分析　２．１　强度和刚度　四种模型框架在单向荷载作用下的试验结果如图５和表２　所示，三种空间Ｙ型偏心支撑钢框架的屈服强度和极限承载力十　分接近，均比平面Ｙ型偏心支撑框架的大，这说明平面外支撑能　有效提高框架的屈服强度和极限承载力，屈服强度提高了近　２ｏ％，极限承载力提高了１４％～２０％。其中，侧向直撑空间Ｙ型　偏心支撑框架的屈服强度和极限承载力最高。从表２中还可以　看出，三种空间模型框架的刚度比较接近，但都明显高于平面框　架，空间框架的刚度比平面框架提高了４％～１７％。其中侧向直　撑空间Ｙ型偏心支撑框架的刚度最大。　２　５００　２　００Ｏ　＋平面Ｙ型框架　ｚ　１　５００　一普通空间Ｙ型框架　１　０００　＋侧向直撑空间Ｙ型框架　５０ｏ　一侧向斜撑空间Ｙ型框架　０　１００　２ｏ０　３００　４００　５００　６００　Ｚｉ／ｍｍ　图５荷载位移曲线　表２　Ｙ型偏心支撑框架计算结果对比　模型　Ｆ／ｋＮ　ａ／ｍｍ　Ｆ，，／ｋＮ　０ｍｍ　平面Ｙ型偏心支撑框架　６９９　１７．３Ｏ　ｌ　９０６　４６６．５　普通空间Ｙ型偏心支撑框架　８３７　ｌ９．９５　２　１８０　４５４．３　侧向直撑空间Ｙ型偏心支撑框架　８３７．４　１９．５２　２　２９０　４９５　侧向斜撑空间Ｙ型偏心支撑框架　８３７　１９．６４　２　２８６　５３０　注：　，△ｙ分别表示框架屈服时的水平荷载和水平位移；Ｆ　，△　分别表示框架极　限状态时的水平荷载和水平位移　Ｚ　纛　柱　Ｚ　纛　棺　ｃ）侧向直撑空间Ｙ型框架ｄ）侧向斜撑空间Ｙ型框架　图６滞回曲线　图６为四种模型框架在水平循环荷载作用下的滞回曲线，可　以看出，所有模型框架的滞回曲线都非常饱满和稳定，呈纺锥形，　这表明Ｙ型偏心支撑框架具有良好的耗能性能和延性特征。从　近，侧向直撑空间Ｙ型框架与侧向斜撑空间Ｙ型框架滞回曲线的　外形相似。从循环周数来看，三个空间模型框架均完成了四个半　循环，而平面模型框架完成了五个循环，这说明平面外支撑的存　在使Ｙ型偏心支撑框架的延性略有降低，但明显提高了强度和刚　度。模型框架在循环荷载作用下的骨架曲线如图７所示，从曲线　中可以看出，空问模型框架的强度和刚度要高于平面模型框架，　这与单向荷载作用下的结果是一致的。　２　Ｏ０ｏ　ｌ　５ｏ０　互１　０００　＋平面框架　５００　一普通空间框架　Ⅺ　一　２００　６　一侧向直撑空间框架　△／ｍｍ　＋侧向斜撑空间框架　一２　０００　一’Ｓ０ｎ　图７模型的骨架曲线　模型框架在循环荷载作用下的割线刚度退化曲线如图８所　示，从模型的割线刚度退化曲线中可以看出，侧向直撑空间Ｙ型　框架的弹性刚度最大，这也与单向荷载作用下的结构反应是一致　的，另外从图８中还可以看出割线刚度退化的规律：空间模型框　架的刚度退化在前期要明显比平面模型快，但当耗能段屈服后，　刚度随荷载变化则趋于比较平缓，空间框架与平面框架的割线刚　度退化程度相差不多。　昌　暑　平面框架　Ｚ　普通空间框架　侧向直撑空间框架　甚　侧向斜撑空间框架　蒜　位移／ｍｍ　图８刚度退化曲线　耗能能力　图９为四种Ｙ型偏心支撑框架模型的四周循环下的耗能情　况，图中耗能最大的是侧向直撑空间Ｙ型框架，侧向斜撑空间Ｙ　型框架略小，其次是普通空间Ｙ型框架，耗散能量最小的是平面　框架　空间框架　空间框架　根据以上有限元分析研究的结果，可得出以下结论：Ｙ型偏　心支撑框架具有较高的侧向刚度，较好的延性特征和耗能能力；　侧向支撑的存在能有效提高框架的屈服强度、极限承载力和弹性　刚度，并且不显著降低框架的延性。相比较而言，侧向直撑空间Ｙ　型偏心支撑框架的各项受力性能最优。总之，平面外支撑的存在，　２．２

第４０卷第３０期　２　０　１　４年１　０月　山　西　建　筑　ＳＨＡＮＸＩ　ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ　Ｖｏ１．４０　Ｎｏ．３０　Ｏｃｔ．　２０１４　・５１・　文章编号：１００９－６８２５（２０１４）３０－００５１—０３　低层钢结构住宅在国内的发展前景★　闰竹玲摘吴改革赵建　７１６０００）　（延安大学建筑工程学院，陕西延安要：介绍了低层钢结构住宅在国内外的发展现状及钢结构体系的主要结构形式，分析了钢结构所具有的优良特点，针对其发　展的不利特点进行了研究，并提出了应对措施，指出发展钢结构住宅体系既符合国际发展潮流，又符合国内可持续发展的要求。　关键词：钢结构，住宅，发展，优势　中图分类号：ＴＵ３９１　文献标识码：Ａ　等优点，各种类型的住宅都有建设。在中低层住宅方面有较多的　０　引言　基本上都是轻钢架，采用严格的设计模数，施工装配　随着社会的进步，经济的发展，科技水平的不断进步，砖混结　完善的体系，各国的建筑用钢量在钢　构、钢筋混凝土、木结构已经远远不能满足建筑市场的需求，以钢　化程度很高。随着钢材产量不断的提升，结构为主的建筑已经进入建筑市场。国务院明确指出要大力发　材总耗量中的比例均明显提高，一般在３０％左右，日本在５０％左　美国、瑞典、英国等在３５％左右，而钢结构面积约占总建筑面　展钢结构住宅建筑，扩大钢结构住宅在市场的占有率，让钢结构　右，能迅速的发展起来。　积的４０％左右，而我国目前用钢量只达到２５％左右。　１　低层钢结构住宅在国内外的发展现状　在我国钢结构住宅建筑正处在起步阶段，为了促进钢结构在　２钢结构体系及其优势　用于钢结构体系的结构形式主要有以下几个：冷弯薄壁型钢　构件常用薄钢板经冷弯形成ｃ形、ｚ形构件，既可以单独使　我国的发展，建设部于２００１年发布了《钢结构住宅产业化技术导　体系，组合使用时，杆件之间连接采用自攻螺丝，但　则》，明确了钢结构住宅建筑技术发展的基本原则，是我国钢结构　用也可以组合使用，抗侧能力较差，一般只用于１层一２层住　住宅发展的指导性文件。并且评审通过了三批共３６项钢结构住　此种连接刚性不能保证，纯钢框架体系，这种体系多用于高层钢结构住宅设计，　宅科研项目立项和北京赛博思金属结构工程管理公司的第一个　宅或别墅；纵横向都设计成钢框架，门窗布置灵活，　建设部钢结构住宅产业化科技示范工程。由于钢产量的增加，鼓　也用于低层钢结构设计，励建筑用钢，原冶金局和建设部成立了“用钢协调小组”，制定了　可提供较大的开问，便于用户二次设计，满足各种生活要求；框　这种体系多用于小高层，用混凝土剪力　国家建筑钢结构产业“十五”计划和２０１５年发展规划纲要，并且　架一混凝土剪力墙体系，提出了钢结构住宅的概念。“十五”期间计划每年建筑用钢量将　墙部分或全部代替钢支撑，形成框架一混凝土剪力墙体系；框　这种体系适用于在风载或地震作用较大的区域，　占全国钢材总产量的３％，到２０１５年将达到６％，这是《国家建筑钢　架一支撑体系，周围抗侧体系，这种建筑多用于欧美国家的商业和　结构产业“十五”计划和２０１５年发展规划纲要》中明确规定的发展　为横向承重，目标。　…’…】…，…】Ｈ…，…，…，…，…民用建筑，此体系的特点：钢架柱的强轴与其相交的建筑轴线垂　】　…】Ｈ…】Ｈ…，…，…’…＇…　一　Ｈ　形成外筒，抵抗水平荷载，将之传至基础。　钢结构在国外技术比较成熟，具有设计标准化、施工标准化　直，能提高框架的整体受力性能，因此，当设计中的计算模型采用平　［３］　王勖成，邵面框架作为计算模型时，对于实际结构来说是偏于安全的。　参考文献：　敏．有限单元法基本原理和数值方法［Ｍ］．第２　版．北京：清华大学出版社，１９９６．　［４］　ＥＩ—Ｔａｗｉｌ．Ｓ．．Ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ａｎｄ　Ｄｕｃｔｈｉｔｙ　ｏｆ　ＦＲ　Ｗｅｌｄ—Ｂｏｌｔｅｄ　Ｃｏｎｎｅｃ－　［１］　贾子文，龚永忠，于安林．Ｙ型支撑钢框架耗能段滞回性能　研究［Ｊ］．西安建筑科技大学学报（自然科学版），２００１，３３　（４）：３７５—３７８．　ｔｉｏｎｓ［Ｊ］．Ｒｅｐ．Ｎｏ．ＳＡＣ／ＢＤ．９８／１３ｌ，ＳＡＣ　Ｊｏｉｎｔ　Ｖｅｎｔｕｒｅ，Ｓａｃｒａ—　ｍｅｎｔｏ，Ｃａｌ，１９９８（５）：４１４２．　［５］　ＪＧＪ　１０１－９６，建筑抗震试验方法规程［Ｓ］．　平．土木工程结构试验［Ｍ］．北京：中国建筑工　业出版社，２００１：２１９－２２０．　［２］　方祥，叶燎原．耗能支撑框架结构中几个问题的探讨［Ｊ］．　［６］　姚谦峰，陈云南工业大学学报，１９９８，１４（２）：１－５．　Ｆｉｎｉｔｅ　ｅｌｅｍｅｎｔ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｓ　ｏｆ　Ｙ－ｔｙｐｅ　ｅｃｃｅｎｔｒｉｃａｌｌｙ　ｂｒａｃｅｄ　ｓｔｅｅｌ　ｆｒａｍｅｓ　ＪＩＡＮＧ　Ｚｕｏ－ｊｉｅ。　ＺＨＡＮＧ　Ｚｉ—ｍａｏ　（１．Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｓｃｈｏｏｌ，Ｈｕｌｕｎｂｕｉｒ　Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｈａｉｌａｅｒ　０２１００８，Ｃｈｉｎａ；　２．Ｃｉｖｉｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　Ｊｉａｏｔｏｎｇ　Ｕｎｉｖｅ￣ｉｔｙ，Ｂｅｉｎｇ　１０００４４，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆｏｕｒ　ｆｉｎｉｔｅ　ｅｌｅｍｅｎｔ　ｍｏｄｅｌ　ｏｆ　Ｙ．ｔｙｐｅ　ｅｃｃｅｎｔｉｒｃａｌｌｙ　ｂｒａｃｅｄ　ｓｔｅｅｌ　ｆｒａｍｅｓ　ａｒｅ　ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ．Ｔｈｅ　ｏｎｅ・ｗａｙ　ｌｏａｄｉｎｇ　ａｎｄ　ｃｙｃｌｉｃ　ｌｏａｄｉｎｇ　ｔｅｓｔｓ　ｏｎ　ｐｌａｎｅ　ｍｏｄｅｌ　ａｎｄ　ｔｈｒｅｅ　ｋｉｎｄｓ　ｏｆ　３　Ｄ　ｍｏｄｅｌ　ｆｒａｍｅｗｏｒｋ．Ｔｈｅ　ｓｔｒｅｓｓ　ｐｅｆｆｏｒｍａｎｅｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｍｏｄｅｌ　ｉＳ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｂｙ　ｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅ　ａｎａｌｙｓｉｓ．ｓｕｃｈ　ａｓ　ｙｉｅｌｄ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ，ｕｌｔｉｍａｔｅ　ｂｅａｒｉｎｇ　ｃａｐａｃｉｔｙ，ｌａｔｅｒａｌ　ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ，ｄｕｃｔｉｌｉｔｙ　ａｎｄ　ｅｎｅｒｇｙ　ｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎ　ｃａｐａｃｉｔｙ　ａｎｄ　ＳＯ　ｏｎ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｐｒｏｖｉｄｅ　ｔｈｅ　ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｄｅｓｉｇｎ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ｙ—ｔｙｐｅ　ｅｃｃｅｎｔｉｃａｒｌｌｙ　ｂｒａｃｅｄ　ｓｔｅｅｌ　ｆｒａｍｅｓ，３Ｄ　ｆｒａｍｅｓ，ｆｉｎｉｔｅ　ｅｌｅｍｅｎｔ，ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　收稿日期：２０１４—０８—１１★：陕西省大学生创新实验项目（项目编号：２０１３１０７１９０３９）　作者简介：闰竹玲（１９７６．），女，硕士，讲师；吴改革（１９９０．），男，在读本科生；赵建（１９９２一），女，在读本科生