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GB 50011-2010《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》8.2.3條第3款中規(guī)定，鋼框架-支撐結(jié)構(gòu)的框架部分按照剛度分配得到的地震層剪力應(yīng)乘以調(diào)整系數(shù)，達(dá)到不小于結(jié)構(gòu)底部總剪力的25％和框架部分計(jì)算最大層剪力的1.8倍二者的較小值。

那么，25%這個(gè)數(shù)值是怎么來(lái)的呢？今天童老師就來(lái)給大家仔細(xì)講講這條規(guī)定背后的道理。

首先，我們來(lái)看看真實(shí)的框架-支撐雙重抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力性能。圖1是兩種雙重抗側(cè)力結(jié)構(gòu)形式：

圖1 兩種雙重抗側(cè)力結(jié)構(gòu)

接下來(lái)我們來(lái)討論兩種情況：一種是框架和支撐抗側(cè)承載力各占一半的情況（即框架和支撐的抗側(cè)承載力均占總抗側(cè)承載力的50%）；一種是框架抗側(cè)承載力占25%，支撐抗側(cè)承載力占75%，即規(guī)范規(guī)定的下限情況。

框架50% 支撐50%

框架和支撐的抗側(cè)承載力各占一半時(shí)，曲線如圖2所示。

圖2 框架50%支撐50%,長(zhǎng)細(xì)比80時(shí)（各構(gòu)件對(duì)抗側(cè)力的貢獻(xiàn)拆分出來(lái)看）

從上圖可以看出，支撐承載力因壓撐屈曲而下降，但是框架還在彈性階段，其承載力隨側(cè)移增加而不斷地發(fā)揮，從而總承載力基本不下降，結(jié)構(gòu)整體抗震性能好。

框架50%支撐50%算例的總抗側(cè)承載力-側(cè)移角曲線見(jiàn)圖3。

圖3 框架50%支撐50%時(shí),總抗側(cè)力-側(cè)移角關(guān)系

由圖3可見(jiàn)，長(zhǎng)細(xì)比80、100時(shí)，屈曲后承載力仍有少量下降，但隨側(cè)移增加、框架的抗側(cè)力繼續(xù)發(fā)揮而恢復(fù)。

框架25% 支撐75%

框架抗側(cè)力占25%和支撐抗側(cè)承載力占75%(框架1,支撐3)時(shí)，曲線如圖4。看上去，框架的補(bǔ)償能力遠(yuǎn)不如50%+50%的情況。

圖4 框架25%支撐75%,長(zhǎng)細(xì)比80時(shí)（各構(gòu)件對(duì)抗側(cè)力的貢獻(xiàn)拆分出來(lái)看）

框架25%支撐75%算例的總抗側(cè)力曲線見(jiàn)圖5，可見(jiàn)屈曲后抗側(cè)承載力有退化20%的階段。幸好隨側(cè)移角的增加，框架抗側(cè)力繼續(xù)發(fā)揮�？偪箓�(cè)力會(huì)恢復(fù)一點(diǎn)。

圖5 框架25%支撐75%時(shí),總抗側(cè)力-側(cè)移角關(guān)系

小結(jié)

(1) 框架達(dá)到抗側(cè)極限承載力時(shí)的層間側(cè)移角較大，設(shè)防烈度地震下仍在彈性階段，為整體結(jié)構(gòu)提供震后恢復(fù)力。

(2) 框架抗側(cè)力達(dá)到25%是下限，如果低于25%，在較大側(cè)移時(shí)，抗側(cè)力將不能完全得到補(bǔ)償。

注：本文是《鋼結(jié)構(gòu)與鋼－混凝土組合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方法》14.2節(jié)的提煉，該書(shū)由國(guó)家科學(xué)技術(shù)學(xué)術(shù)著作出版基金資助，建筑工業(yè)出版社2022年6月出版，第2次印刷，歡迎選購(gòu)。

文章轉(zhuǎn)自鐵木辛柯工程設(shè)計(jì)與研究公眾號(hào)