考虑异形节点域剪切变形的钢框架地震易损性分析

隋伟宁; 杨海涛; 马勇; 王学历; 董峥

doi:10.3724/j.gyjzG22110203

考虑异形节点域剪切变形的钢框架地震易损性分析

doi: 10.3724/j.gyjzG22110203

1. 沈阳建筑大学土木工程学院, 沈阳 110168;
2. 中国建筑东北设计研究院有限公司, 沈阳 110055

基金项目:

辽宁省自然科学基金项目（2020-MS-221）；国家自然科学基金项目（51108278）。

详细信息

作者简介:
隋伟宁，博士，教授，主要从事钢结构等方面研究。电子信箱:416856649@qq.com

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出版历程
- 收稿日期: 2022-11-02
- 网络出版日期: 2025-11-05

Seismic Fragility Analysis of Steel Frames Considering Irregularly-Shaped Panel Zone Shear Deformation

1. School of Civil Engineering, Shenyang Jianzhu University, Shenyang 110168, China;
2. China Northeast Architecture Design and Research Institute, Shenyang 110055, China

摘要

摘要: 由于建筑空间布局不同，钢框架中存在左右梁高不等的异形节点域。为研究异形节点域剪切变形对钢框架地震易损性的影响，结合已有试验，通过对40组异形节点域数值模拟分析，给出了评价异形节点域剪切变形性能的数学模型；之后，采用OpenSEES对考虑节点域剪切变形的钢框架模型进行地震易损性分析，考察梁高比、跨度比、梁柱强度比和刚度比变化对结构抗震性能的影响。结果表明，在相同强度的地震动作用下，改变梁高比对钢框架地震易损性有显著影响，梁高比在0.571~1.000内，比值越小结构抗震性能越好。在到达4种极限状态时，梁高比为0.571时钢框架失效概率均最低，结构的抗震性能最优；在0.871~1.086范围之内的跨度比变化对结构的易损性影响较为有限，可将此范围视为较稳定的安全区间。
- 异形节点域 /
- 剪切变形 /
- 地震易损性 /
- 梁高比 /
- 跨度比
Abstract: Due to the different spatial layout of the building， there are irregular-shaped panel zones in the steel frame for unequal height of the left and right beams. In order to study the effect of shear deformation in these irregular-shaped panel zones on the seismic fragility of steel frames， a mathematical model for evaluating the shear deformation performance of such irregular-shaped panel zones was developed. This model was based on numerical simulations of 40 sets of irregular-shaped panel zones， combined with existing test data. Afterwards， OpenSEES was used to analyze the seismic fragility of the steel frame mode， considering the shear deformation in panel zones. This study examined the influence of several key parameters on seismic performance： the beam depth ratio， span ratio， column-beam strength ratio， and beam-column's linear stiffness ratio. The results showed that varying the depth ratio of beams had a significant effect on the seismic fragility of the steel frame under ground motions of the same intensity. With the depth ratio of the beams ranging from 0.571 to 1.000， a smaller ratio resulted in better seismic performance of the structure.When reaching the four limit states， the failure probability of the steel frame was the lowest at a beam depth ratio of 0.571， indicating the optimal seismic performance of the structure. Variations in span ratios within the range of 0.871 to 1.086 had a relatively limited effect on the vulnerability of the structure， suggesting that this range can be considered a stable safety interval.
- irregular-shaped panel zone /
- shear deformation /
- seismic fragility /
- beam depth ratio /
- span ratio

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