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(4)
两种罕见的破坏现象，即钢柱脆断和多层钢结构房屋中间楼层整层被震塌[5]
。同
样的情形还有很多，已经不能视为特例，需要引起重视。但是国内外在抗震性能
方面的研究主要针对钢筋混凝土结构，很少涉及到钢结构，因此对地震作用下门
式刚架的响应分析研究是非常有必要的。
伴随着门式刚架的广泛应用，许多学者都对门式刚架轻型房屋钢结构在地震
作用下的响应分析做了研究。例如：S.Karamanos
[6]
以 1981 年的 Alkyonides 地震
波为输入波，分析了承受竖向荷载的单、双跨门式刚架在地震波作用下的响应,
同时对比 Euro-cod8。兰东[7]
假设输入地震波为平稳过渡白噪声，采用有限元法
对平面门式刚架离散后，在竖向和水平地震作用下的，分析其随机动力响应问题，
同时对空间刚架结构在地震荷载作用下的随机动力响应进行了有限元分析， 并通
过一个实例探讨在门式刚架轻型房屋钢结构的几种不同形式的地震条件下的不
同组合的影响。陈绍蕃、顾强和周敏辉[8][9
]等对变截面门式刚架有限元内力计算
及关键问题做了分析和并提出地震力计算公式。
章军、王元清、陈宏和石久永等[10]
按《抗震规范》的方法，采用底部剪力
法，根据算例分析，分别讨论了不同地震作用对四种不同形式门式刚架工业厂房
变形的影响，这四种门式刚架工业厂房分别为单层门式刚架、带吊车的单层门式
刚架、带夹层门式刚架和四周为砖墙围护的单层门式刚架。之后根据《门刚规程》，
对门式刚架设计过程中抗震措施和地震作用的计算等问题进行了探讨。申林、胡天兵[11]
等人取设防烈度为7 度、8 度，在这两种两种情况下，场地类别为 II类，
设计地震分组为第一组，采用 70榀高跨比不相同的的单层无吊车门式刚架结构，
对其进行了 210 种工况的抗震计算分析，最后得出了地震控制作用与设防烈度、
高跨比的关系。张耀春、张文元和吴一红[12]
等采用了两种方法，分别为以塑性
铰为基础的的空间梁柱结构分析程序和简化处理后的 DRAIN-2D 分析程序，以
双重非线性的罕遇地震为输入地震，进行了时程反应分析，分析对象为长春光大
银行主体钢框架结构。在这个过程中采用了一条人工波和三条天然波，得到的结
果有顶层位移和加速度的时程曲线、产生塑性铰的位置和时间和层间位移包络曲
线。得到的结果说明了结构的合理性。即使在强震作用下也不会发生严重破坏。
利用有限元中的直接刚度法，徐贵章[13]
得到变截面门式刚架结构的刚度矩阵，
经过静力缩聚的过程，取得该结构的动力柔度矩阵，同时根据规范地震反应谱法，
计算得到加腋梁柱门式刚架的频率、振型和位移。KWON 和 PARK[14]
以已推导
的平行阶形悬臂梁数学模型，模拟出结构作简谐振动的运动方程，同时将所得结
果与有限元计算结果进行比对。他们利用的计算方法为 Hamilton 变分法则，并
且考虑了边界条件、运动方程。连续条件在实际中的情况。
目前，这些研究方法虽然得到了不少成果，但也存在一些问题。目前，在抗
震方面，有限元 ANSYS 应用最为普遍，但是有限元 ANSYS 在进行分析时，所
用时间较长，通常一个简单的结构就要运算数小时。所以，现在需要一种简单高
效的方法来进行抗震分析。
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