【摘 要】
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近年来,钢框架-支撑结构在高层建筑中得到广泛应用,如何提高钢框架-支撑结构的抗震性能成为重要研究前沿。本文以8度抗震设防地区15层钢框架-支撑为工程背景,通过数值模拟和理论分析,对普通支撑钢框架、防屈曲支撑（BRB）钢框架及牺牲耗能型钢框架的抗震性能和设计方法开展了研究。主要研究工作包括:（1）采用OpenSees中的Truss Element、Hysteretic Material和Steel0
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近年来,钢框架-支撑结构在高层建筑中得到广泛应用,如何提高钢框架-支撑结构的抗震性能成为重要研究前沿。本文以8度抗震设防地区15层钢框架-支撑为工程背景,通过数值模拟和理论分析,对普通支撑钢框架、防屈曲支撑（BRB）钢框架及牺牲耗能型钢框架的抗震性能和设计方法开展了研究。主要研究工作包括:（1）采用OpenSees中的Truss Element、Hysteretic Material和Steel02 Material对牺牲-耗能支撑和防屈曲支撑进行建模。二者模拟滞回曲线、单位体积应变能与试验结果一致性较好,能够较好的反应两种支撑在水平pushover下的力学性能。（2）基于Python对OpenSees二次开发的建模脚本能够快速、准确的在OpenSees中对框架-支撑结构建模,通过对比YJK模型与OpenSees模型的静力分析结果及动力分析结果验证了Python建模脚本的正确性。该脚本使得OpenSees建模时前处理模块可视化程度低,对大型结构或整体结构建模不系统的问题得到了解决。能够在建模时提高模型的可视化程度,便于检查和修改模型,与后续的数据分析及数据可视化工作能够良好对接。（3）通过有限元研究,确定了本文算例的15层钢框架支撑结构中最佳的牺牲段:耗能段比例为6:4,在该比例下,框架柱、框架梁耗能占比及实际滞回耗能最低,支撑耗能占比及实际滞回耗能达到峰值,且框架柱柱端塑性铰及屈服单元数量最少。牺牲-耗能支撑钢框架中支撑耗能的分布更符合“能量抗震设计方法”的要求,在每一层内牺牲-耗能支撑都能够引导更多能量进入次结构,通过牺牲段的退出工作可以有效降低BRB后期强化后附加轴力引起的不利现象,减少柱端塑性铰的发展,降低框架柱受压失稳的风险,保护主结构中的重要构件的作用。（4）基于能量设计方法在钢支撑框架结构中的应用提出了牺牲-耗能支撑在钢框架-支撑结构中的设计方法,参考时程分析结果给出了BRB钢框架层累积滞回耗能与SED支撑钢框架层累积滞回耗能的换算关系。
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