为研究传统风格建筑钢框架抗震性能，按1∶2 缩尺比例设计制作了试验模型，并对其进行了拟动力和拟静力试验。介绍了试验模型的设计过程和加载装置及加载制度，给出并对比了不同加载工况下传统风格建筑钢框架的试验现象、位移反应及滞回耗能特性。结果表明：在不同峰值加速度工况作用下传统风格建筑钢框架的位移反应不同，结构滞回曲线饱满，结构具有良好的抗震性能。同时建议类似工程设计中应加强斗拱节点设计，以便延迟框架梁端过早开裂、屈曲，从而提高结构整体抗震性能。

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概 述

传统风格建筑既继承了古建筑的特点又与现代科学技术相结合，使结构的抗灾害能力和耐久性得到增强。鉴于钢材性能和钢结构施工的便捷，钢结构应用于传统风格建筑在实践中得到了一定的应用。到目前为止，国内外学者对钢框架结构的研究仅局限于常规结构，对传统风格建筑的钢结构框架研究鲜见报道。为了真实模拟地震对结构的作用以及地震作用下结构的反应，课题组按1∶2缩尺比例设计制作了试验模型，并对其进行了拟动力和拟静力试验，主要研究钢框架结构在弹性和弹塑性阶段的地震反应、滞回耗能特性等，为后续理论分析和结构设计提供试验依据。

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试验概况

2.1 试件设计

模型原型为某景区偏殿建筑(图1)，是一座单层两跨的传统风格建筑，结构体系采用了钢框架结构。

考虑到试验场地的条件以及结构实际情况，确定模型的线长度相似系数为1/2，其他相似系数通过量纲分析法和动力试验模型在任意配重条件下弹性与弹塑性阶段的动力相似关系确定，结构缩尺比取为 1∶2。模型中构件节点连接采用全焊连接，其中梁与柱的连接采用坡口全熔透焊缝，加劲肋采用双面角焊缝连接。试验模型钢材材质为Q235B，焊接材料为 E43型焊条。模型构件先在工厂加工，然后在试验室现场拼装，其模型如图2所示，钢材材性及构件参数分别见表1、表2。

2.2 加载装置及加载制度

试验在西安建筑科技大学结构工程与抗震实验室进行，模型的固定台座采用 7 500 mm×500 mm×600 mm(长×宽×高)的钢筋混凝土梁刚性底座，并通过钢压梁以地脚锚栓固定在地槽内，设置 2 道侧向支撑，限制试件平面外变形。水平荷载由支撑于反力墙上的500 kN电液伺服作动器施加，作动器量程为250 mm，整个试验过程采用MTS973电液伺服程控结构试验机系统控制，试验数据由100通道TDS602数据采集仪采集。

模型的竖向荷载在考虑模型的相似比后由原型竖向荷载及自重求得，并采用混凝土配重块在钢框架两侧用钢索悬吊施加。模型加载示意及布置如图3、图4所示。

拟动力加载制度：施加竖向荷载后，再施加水平荷载，通过对模型结构进行弹性静力加载，得到初始刚度矩阵；然后进行拟动力加载试验，加载方式为逐级加载。拟动力试验中所采用的地震波加速度幅值按相似关系进行调整，使其分别相当于8度多遇地震(加速度峰值取70 cm/s2)、8度设防地震(加速度峰值取200 cm/s2)、8度罕遇地震(加速度峰值取400 cm/s2)作用。

综合考虑原型钢框架的所在场地、现有地震波记录的持时、频谱特性和峰值等因素，采用了El Centro波、Taft波、兰州波、汶川波(具体加载工况见表3)，其中El Centro波、Taft波和兰州波的时间间隔Δt根据相似比压缩为 0.014 s，从原地震波中取1 000个点作为输入波，则压缩后输入波持续时间为14 s；汶川波的时间间隔Δt根据相似比压缩为0.0 035 s，从原地震波中取4 000个点作为输入波，则压缩后输入波持续时间为14 s。

拟静力加载制度：采用MTS电液伺服加载系统对模型结构施加水平低周反复荷载，采用混合加载的加载程序。模型结构屈服前，即水平荷载-位移曲线发生明显转折前，采用水平力控制的加载方式，每20 kN为一级，每级荷载循环1次；模型结构屈服后，改用水平位移控制的加载方式，采用屈服位移作为步长进行加载，每级循环3次。

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试验结果及分析

3.1 拟动力试验结果和分析