应用多体系统传递矩阵方法分析门式刚架结构在罕遇地震作用下的弹塑性响应(3)
构架有刚架柱、刚架斜梁、檩条、支撑、系杆、山墙骨架等[1]
。门式刚架轻型房
屋钢结构有众多特点，比如受力简单、 结构构件制作方便、 能够工厂流水线加工、
施工周期短等，因此广泛应用于工业、商业及文化娱乐公共设施等工业与民用建
筑中。
门式刚架的主要承重骨架是等截面或变截面的 H 型钢或冷弯薄壁型钢等组
成的实腹式门式刚架或者格构式门式刚架；屋面檩条、墙面檩条由冷弯薄壁型钢
制成；以压型钢板、压型铝板等压型金属板制成屋面板、墙面板；保温隔热材料
采用聚苯乙烯泡沫塑料、硬质聚氨酯泡沫塑料、岩棉、矿棉、玻璃棉等[2]
。参照门式刚架结构的特点有很多，主要可以概括为以下几点：
（1）轻型：采用压型金属板、冷弯薄壁型钢及玻璃棉等材料组成围护结构,
这些建材都是节能环保型新型材料，使得门式刚架结构整体重量较轻，并且门式
刚架跨度较大，结构灵活，外观上也较为轻盈。
（2）快速：工业化程度高，施工速度快。大部分门式刚架结构的构件是在
工厂制作，规格统一，质量相差不大，工地施工时组装便捷；在地面施工时基本
不会出现泥浆；构件之间采用高强度螺栓连接或焊接，施工迅速便捷。
（3）高效：门式刚架结构使用周期长、建筑造型简单、综合经济效益好。
门式刚架结构的设计通常使用电脑软件辅助设计，设计速度快；原材料种类比较
单一；构件在现代工厂用机器制造；运输方便等。因此门式刚架结构的设计建造
快，投资小回报快，经济效益相对较高[4]
。
1.2 地震作用下门式刚架轻型房屋钢结构动力响应的研究现状
地震是一种自然现象，具有非常显著的特点，主要有地震发生迅速，不能很
好的做出预测警示，使得人们无法提前做出充分的准备；强震的破坏影响严重，
威胁到到人们的生命财产安全；同时地震也造成了很多相关的次生灾害，对和谐
稳定的社会环境建设产生了消极的影响。
钢材的强度高，同样的质量，钢材具有很大的强度，因此钢结构房屋的自重
较轻，但具有很高的强度，不易发生破坏。在地震作用下，钢结构所受的地震作
用力较小，这使得钢结构的房屋抗震性能优于其他建材的房屋结构。同时钢材具有良好的延展性，在地震作用下，钢结构房屋的变形能力较强，结构之间的相对
位移即使很大也会发生倒塌，这样结构的安全性得到了保证。总体来说，相比于
其他传统建材的房屋结构，钢结构房屋的抗震性能要好很多。但是，即使具有以
上优点，如果钢结构的设计不合理或者构件制造误差较大，那么钢材的优点便不
能充分发挥，地震作用时，钢结构的建筑构件仍有可能失稳，材料发生脆性破坏，
甚至连接处也会发生破坏，例如，梁，柱和局部屈曲整体失稳，破坏支撑连接节
点的破坏。
虽然钢结构房屋有很多优点，并且在地震中的抗震表现也较为良好，但仍有
不少地震灾害资料显示了钢结构建筑物在地震中发生了破坏，这值得引起重视，
并加以分析与研究。例如：在 1994 年美国北岭地震中，在强震作用下，众多焊
接钢框架梁-柱连接节点发生了破坏；在 1995 年日本阪神地震中，钢结构出现了
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