高层钢结构的中心支撑

2023-03-22 08:56 高层钢结构 华邦建设

　　高层钢结构的常用支撑类型有中心支撑。中心支撑指横梁与斜杆及柱汇交于一点，或横梁与两根斜杆汇交于一点，也可与柱子汇交于一点，但汇交时都无偏心距。根据斜杆的不同布置形式，可形成单斜杆、十字交叉斜杆、人字形斜杆、K形斜杆和V形斜杆等斜杆类型。

　　风荷载作用下的中心支撑具有较大的侧向刚度，对减小结构的水平位移和改善结构的内力分布是有效的。但在水平地震作用下，中心支撑容易产生侧向屈曲，在往复的水平地震作用下，会产生下列后果：

　　(1)、支撑斜杆重复压曲后，其受压承载力急剧降低。

　　(2)、支撑的两侧柱子产生拉伸变形和压缩变形时，由于支撑的端节点实际构造做法并非铰接，引发支撑产生很大的应力和内力。

　　(3)、往复的水平地震作用，斜杆会由受压的压曲状态变成受拉的拉伸状态，这将对结构产生冲击性作用力，使支撑及其节点和相邻的构件产生较大的附加应力。

　　(4)、往复的水平地震作用，使同一层支撑框架内的斜杆轮流压曲又不能恢复，楼层的受剪承载力迅速降低。

　　对于地震区的高层钢结构，“高钢规程”规定不能采用K形中心支撑，原因是K形支撑的斜杆因受拉屈服或受压屈曲时，将使柱子发生屈曲甚至严重损坏。

　　采用单斜杆支撑且只能受拉不能受压时，“高钢规程”规定需要按下图所示成对地设置对称的单斜杆，以使在往复的水平地震作用下，可由对应方向的单斜杆承担轴向拉力，避免剪力的传递路线受到中断面破坏。

　　设置单斜杆的支撑框架，其受力特性属静定的桁架结构，即使对单斜杆按受压杆设计，水平地震作用下也无法避免因屈曲而丧失承载力。相比之下，如采用属于超静定桁架结构的十字交叉斜杆，由于赘余杆可能首先破坏，相应地结构的抗震能力将受到削弱，但水平剪力仍可由后备斜杆继续向下传递，不会遭受严重破坏而倒塌。

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