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在发展可持续绿色建筑和国家住宅产业化的大环境下，冷弯薄壁型钢结构已经应用到众多结构中。双肢冷弯薄壁C型钢内夹钢板是一种可以提高构件承载能力的组合截面，但《低层冷弯薄壁型钢房屋建筑技术规程》（JGJ227-2011）并没有对这种截面进行相关规定。虽然已有学者对这种截面形式的节点进行了研究，但框架的抗震性能研究还很少。本文进行了五榀双肢冷弯薄壁C型钢框架的拟静力试验，分析了框架的受力性能和破坏形态，得到了框架的滞回曲线、骨架曲线、应变随水平荷载的变化曲线和塑性铰出铰顺序，研究了框架的垫板厚度和梁柱线刚度比等参数对框架的滞回性能、承载力和刚度及其退化、延性和耗能性能等抗震性能指标的影响。运用ANSYS软件对拟静力试验框架进行了有限元往复循环加载计算，得出框架的滞回曲线和破坏形态与试验框架进行对比，验证了应用有限元方法分析双肢冷弯薄壁C型钢框架抗震性能的可靠性。选取C型钢厚度、C型钢翼缘宽厚比、柱C型钢腹板高厚比和梁C型钢腹板高厚比等参数，计算了九榀框架模型，得到了冷弯薄壁C型钢、垫板和高强螺栓在各受力阶段的应力云图，分析了模型受力性能和破坏形态；得到了模型的滞回曲线和骨架曲线，研究了各参数对框架的滞回性能、承载力和刚度及其退化规律、延性和耗能性能的影响。通过试验研究及有限元分析，发现该类框架结构抗震性能较好，破坏形态符合抗震设计要求，塑性铰出铰顺序为加载远端梁端→加载远端柱脚→加载近端柱脚→加载近端梁端，承载力和刚度退化稳定，位移延性系数在2.47～5.16之间，等效粘性阻尼系数在0.16～0.45之间，增加C型钢厚度和降低梁柱线刚度比可以改善框架抗震性能。建议在框架设计时，梁柱线刚度比取0.481以上，采用8.8级M20摩擦型高强螺栓，垫板厚度与C型钢尺寸进行匹配计算，保证强节点弱构件设计即可。