浅谈钢结构支撑单元

2021-06-15 09:11 陕西钢结构 华邦建设

　　在地震作用下，支撑也将进人弹塑性状态。支撑在反复荷载作用下的力学形态非常复杂，不仅需要考虑材料的非线性，还要考虑杆件受压屈曲后的几何非线性。决定支撑受力形态的主要因素是构件的长细比,长细比越大，受压时屈曲变形的比例也就越大。支撑在往复轴力作用下的滞回曲线如下图所示。从图中可以看出，在往复荷载下支撑的受拉承载力基本保持不变。当长细比较大时，随着变形量不断增加，受压承载力下降较快，而长细比小的支撑受压承载力变化较小。对于长细比较大的支撑，滞回环所包围的面积比较狭窄，耗能力较差，而长细比较小的构件滞回环形态丰满，耗能力较强。

　　早期用于斜撑非线性分析的模型仅仅是对弹性桁架单元的简单修改，例如只考虑支撑的抗拉能力而忽略其抗压能力、受拉与受压时均能达到屈服应力、以及受拉时为理想弹塑性而受压时发生弹性失稳等简化模型，见下图。上述模型都不能准确反映支撑在反复荷载下的承载力变化与构件的耗能特性，其中下图(a)仅适用于长细比大于200的情况,而下图(b)、(c)无法反映杆件失稳后在反复荷载作用下的刚度退化和承载力劣化。

　　目前可以用于支撑弹塑性分析的单元种类较多，其中较为理想的是Maison模型，见下图。Maison模型用分段线性描述屈曲后承载力的劣化现象，而且能计算出支撑在屈曲及加载过程中长度的变化。这种模型具有很好的适用性，它与各种长细比支撑的试验滞回曲线吻合较好。影响支撑后屈曲形态的决定因素是构件的长细比，而宽厚比D/t主要影响构件的局部屈曲及在反复荷载作用下受压承载力的变化。图中PCR表示第一临界屈曲荷载，RCRF表示极限屈曲荷载，可以根据实验曲线确定。

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