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多高层框架―弯剪型支撑结构的稳定性分析.doc

1、1多高层框架弯剪型支撑结构的稳定性分析摘要:在我国当前建筑的钢结构中,钢框架是较为常用的一种结构体系。而在多高层框架的结构中,也经常会设置相应的支撑体系来对结构的整体刚度进行加强,从而形成了一种多高层框架的支撑体系。在本文中,将就多高层框架-弯剪型支撑结构的稳定性等方面进行一定的分析与探讨。 关键词:多高层框架 支撑结构 稳定性分析 1 概述 随着我国社会的发展,对于建筑行业的施工技术也有了新要求。在建筑钢结构中,钢框架结构以其良好的延性得到了广泛的使用,同时由于其良好的稳定性,也大量被人们应用到了抗震结构中。但是,随着我国城市建筑向着多层化的方向发展,当框架的层数较多时,框架结构仅仅依靠梁柱

2、的弯曲性来满足荷载的要求,在从钢材的利用角度来看不是一个非常好的做法。所以,就应当在原有框架结构中设置相应的支撑体系结构,以提高建筑结构的强度。 2 多高层框架支撑结构及其分类 高层框架支撑结构的稳定性同其支撑体系的作用方式及支撑类型有重要关系。我国当前常用的支撑体系有弯曲型、弯剪型和剪切型三种类型,三者之间无固定的定性、定量区分标准。在单柱模型中,对于支撑的使用价值通常被等同为一个侧向支撑弹簧,其中应用了一假定条件,2即将其所有的职称类型都当作剪切型支撑结构来处理,不同层次之间的支撑作用相对独立。如果建筑垂直交叉支撑结构的宽度和高度之间比例不大,那么其侧向变形就可以归类到剪切型支撑结构中,同

3、时各层之间的作用也不明显,可以对层模型进行选取,从而深入分析该结构的侧向稳定程度。 当剪力墙、筒体与交叉支撑体系在高度与宽度之比较大时,其侧向方位的变形就是一种弯曲变形,同时其各层之间的作用就比较明显了,我们必须对整个结构进行全面的选取,从而能够进行后续的侧向稳定分析工作。同时,在实际工作中,对支撑体系剪切以及弯曲而产生的变形影响我们是不能够对其忽视的,而这种支撑效果我们就称之为弯剪型支撑。下面,我们就对弯剪型支撑框架结构的稳定性进行一定程度的分析,并对这三种支撑结构的定量区别原则进行探讨性的提议。 3 考虑剪切影响的支撑住侧向稳定性 下文将通过实例对公式 4 与公式 8 之间的精确程度进行比

4、对: 以图 1 为例,其为一个截面支撑柱,同时其柱的高度为 8m,底部截面惯性矩为 IB1,我们由公式 4 与公式 8 得到 PB1,er,并以此为基础得出底部轴力的临界值,将其设为 PB1,er,当对其比值使用剪切变形进行考虑,从而得出一系列比对值: 由表 1 可知,支撑柱的临界荷载值会随着支撑柱抗剪刚度的降低而不断降低,而当抗剪的刚度达到非常小的一个值时,这个临界荷载值也会无线趋近纯剪切临界荷载值。同时通过公式 4 所得出的值在剪切刚度较大时,其精度就比较适合,而在剪切刚度较小时,其精度就会有所降3低,并且其同正常值之间的偏差也会加大。通过公式 8 所得出的值无论是在哪种截面抗剪强度之下,

5、其偏差值都较小,是一种相对保守的算法,其计算出的值在大多数情况中都能够保持在对于工程都是可以接受的范围之中,所以在实际的应用过程中,我们就使用公式 8 作为支撑柱临界荷载的计算式。 4 考虑剪切影响时支撑柱的屈曲模态 从上图可以看出,在剪切刚度没有发生突变的情况区间中,柱的曲线以一种光滑的模态进行屈曲。而在剪切刚度突然减少的层中,曲线的位移就发生了较为突然的增大,同时其一阶导数也会发生增大的变化,另外其支撑段也会表现出剪切屈曲的情况。另外,当其剪切的刚度发生较大程度的减小时,支撑柱也会以一种最为薄弱的层的失稳情况作为首阶失稳模态。而这种情况的产生是与公式 8 所表现出的计算结果是非常符合的。 5 结束语 总的来说,对于多高层框架进行弯剪型支撑结构的稳定性分析是非常有必要的一项工作,通过它我们可以在后续的工作中以更好的理论对我们的行为作出指导,从而对支撑结构的稳定性进行良好的保障。 参考文献: 1王晓峰,秦荣,刘光焰.竖向恒载对框架结构动力稳定性影响研究J.广西工学院学报(自然科学版) ,2010(02):77-80. 2王晓峰,刘光焰.水平阶跃荷载作用下框架结构动力稳定性研究J.邵阳学院学报(自然科学版) ,2009(03):66-68. 43王晓峰,秦荣,刘光焰.水平荷载作用下框架结构动力稳定性研究J.山西建筑,2010(11):75-76.

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