孙文龙 赵微 李瑞

(北京建筑大学土木与交通工程学院，北京 100044)

传统钢结构抗震设计理念主要是以部分构件产生塑性变形为代价达到抗震要求，但是节点处产生塑性变形会导致结构残余变形较大，使得结构无法在地震发生后立即投入使用或是震后修复难度大大增加。因此人们提出一种新的结构体系——自复位(Self-centering)结构体系。本文主要对文献［1］中的腹板摩擦耗能自复位节点与普通刚接节点，建立了平面框架进行有限元对比分析，计算过程中考虑了几何非线性和材料的非线性等因素，计算结果比较满意，为利用有限元方法进一步对自复位钢结构进行深入研究提供相应的指导。

1 模型框架的设计

选取一4层钢框架办公楼作为原型。结构平面布置图见图1，外围框架设计为刚接是结构的主要抗侧力构件，中心框架梁设计为铰接只承担竖向荷载传递水平力，不作为抗侧力构件参与抗震。柱为箱形柱截面尺寸为400×400×30，梁截面为600×300×16×28。考虑建筑楼面做法及设备荷载，并将内隔墙自重等效折算为面荷载，取恒载9 kN/m2(包括楼板结构自重)，活荷载2 kN/m2。

图1 原型结构平面布置图

为下一步试验研究作准备，选取原型结构平面图深色框图处框架进行3/4比例缩尺建立有限元模型，有限元采用普通刚接节点、自复位节点建立单榀、两跨4层钢框架模型Frame1，Frame2，具体参数见表1。为进一步对框架进行拟静力试验研究，对模型进行3/4比例缩尺，模型的具体尺寸以及索力等见表1。

表1 模型参数