【摘 要】鋼結(jié)構(gòu)在我國得到大力發(fā)展并在設(shè)計(jì)中得到普遍使用，鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性是設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)，影響鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的額因素眾多，并且根據(jù)具體情況都有不同，都會影響到鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，其中，支撐布置對鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定起到了很大的決定性，結(jié)構(gòu)的剛度和承載力都是保證建筑穩(wěn)定性和抗震能力的重要因素。本文主要針對支撐布置的設(shè)計(jì)和對鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性可能造成的影響進(jìn)行分析和討論，并且距離說明了不同支撐布置的選擇的抗震穩(wěn)定性不同，希望能夠通過支撐布置的加強(qiáng)實(shí)現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性的加強(qiáng)。

【關(guān)鍵詞】支撐布置；鋼結(jié)構(gòu)；抗震效果

鋼框架結(jié)構(gòu)是在建筑中廣泛運(yùn)用的一種主流結(jié)構(gòu)形式，支撐布置對于鋼結(jié)構(gòu)的影響作用是非常大的，要加強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，就要加強(qiáng)支撐布置的科學(xué)設(shè)計(jì)，提高鋼結(jié)構(gòu)的承載力和側(cè)向剛度，讓鋼結(jié)構(gòu)更好的避免于外力例如地震等不可抗力的外在因素的損害而造成的生命危害和財(cái)物損失。整體提高鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和承載能力。選擇科學(xué)合理的鋼結(jié)構(gòu)支撐布置方式，形成良好的抗震體系，是非常使用且經(jīng)濟(jì)節(jié)能的新模式。

一、支撐布置在鋼結(jié)構(gòu)中作用概述

在建筑鋼結(jié)構(gòu)中，傳統(tǒng)的純粹的框架結(jié)構(gòu)通過較大的柱距和和構(gòu)件界面等提高框架結(jié)構(gòu)的整體抗震承載水平，但是隨著建筑業(yè)的發(fā)展和高層建筑的越來越廣泛，越來越高的高度受到越來越大的水平荷載的影響，純粹的框架結(jié)構(gòu)剛度達(dá)不到，延性和耗能能力都比較小，已經(jīng)滿足不了高層建筑對于抗側(cè)力能力的要求，為了提高高層建筑的抗震能力，對于框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行支撐布置，沿著框架結(jié)構(gòu)樹立豎向支撐，幫助框架結(jié)構(gòu)提高側(cè)向荷載的能力，通過這樣的方式形成側(cè)向的的雙重抗側(cè)力結(jié)構(gòu)，這樣整體結(jié)構(gòu)的層間位移和抵抗風(fēng)荷載以及地震作用的能力將得到加強(qiáng)，提高建筑物的整體穩(wěn)定性和實(shí)用性，并且是十分經(jīng)濟(jì)實(shí)用的方式。

框架結(jié)構(gòu)通過支撐布置的方式可以增強(qiáng)自身的側(cè)向剛度和承載能力，而且減少了加大梁柱截面面積的用鋼量，是十分經(jīng)濟(jì)節(jié)能的一種支撐方式。支撐布置常常采用的是豎向支撐的方式，讓框架結(jié)構(gòu)同時(shí)擁有兩道防線，分別是豎向支撐和框架結(jié)構(gòu)，對水平風(fēng)荷載和地震荷載的承受能力都大大增強(qiáng)?？茖W(xué)合理的支撐布置，樂意很大程度的提高鋼結(jié)構(gòu)的剛度，防止側(cè)翼，而且還可以減小支撐對柱所受到的附加內(nèi)力的影響。在用剛量相同的情況下，采用中間跨的框架集中支撐布置的方式形成的傳力直接，框架支撐明確的體系的承載力將強(qiáng)于其他的支撐方式。

二、鋼結(jié)構(gòu)的支撐布置形式

本文主要就鋼結(jié)構(gòu)的幾種典型支撐布置形式進(jìn)行分析和介紹，就不同支撐布置形式的構(gòu)成、原理以及對鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性以及承載力進(jìn)行分析和討論，合理的支撐布置形式對于鋼結(jié)構(gòu)的抗震能力和承載能力都有巨大功效，并且經(jīng)濟(jì)效益強(qiáng)。

1. 屈曲約束支撐布置形式

屈曲約束支撐的抗震鋼結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)勢是剛度較好，在彈性和彈塑性的情況下能夠保持較好的阻尼和剛度效果。并且根據(jù)我國的鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范已經(jīng)形成了一套較為規(guī)范的支撐與梁柱節(jié)點(diǎn)連接之間的計(jì)算方式，根據(jù)各樓層對于抗側(cè)剛度指數(shù)的要求，以及各樓層屈曲約束支撐所需截面面積，得到的一種屈曲約束支撐相關(guān)的截面估算方式。通過模型地震波的測試進(jìn)行比較，了解屈曲約束支撐鋼結(jié)構(gòu)的基底、位移以及位移角等具體因素的具體效果。

從理論上來講，屈曲約束支撐的穩(wěn)定性設(shè)計(jì)必須保證足夠的抗彎剛度，構(gòu)件的整體失去穩(wěn)定性主要是由于抗彎剛度較小的平面整體完全導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)整體失去穩(wěn)定性。屈曲約束支撐的穩(wěn)定性構(gòu)建首先要進(jìn)行內(nèi)核自身穩(wěn)定性的構(gòu)建，通過方式計(jì)算得出核心單位的自身穩(wěn)定性受到外圍混凝土的影響，如果混凝土彈性剛度不夠，會導(dǎo)致核心單位失去穩(wěn)定性，屈曲約束支撐會受到影響甚至因?yàn)闃?gòu)建問題導(dǎo)致整體失穩(wěn)。構(gòu)件在初始過程中堆肥制作和施工上的缺陷也可能導(dǎo)致受壓構(gòu)件的穩(wěn)定性下降。同時(shí)屈曲約束支撐擁有與剛度等效的阻尼性，對建筑物的抗震能力有很大的幫助。屈曲約束支撐的連接通常采用端板與框架的直接連接，是構(gòu)件的傳力能夠直接相互作用。常用的連接方法主要是將支撐端板與梁柱之間距離最近的均力法，這種方式既經(jīng)濟(jì)實(shí)用，同時(shí)支撐內(nèi)力也很強(qiáng)大。

它的優(yōu)勢是能夠增強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)的側(cè)移控制能力，提高支撐布置鋼結(jié)構(gòu)體系的側(cè)向剛度，將側(cè)向的位移降低，在大地震中的耗能能力較強(qiáng)，并且方便拆換，抗震加固過程中，能夠減輕自重，降低地基費(fèi)用，而且震后的修復(fù)成本較低，因此，屈曲約束支撐鋼結(jié)構(gòu)體系目前在國內(nèi)建筑中得到廣泛的應(yīng)用。同樣，屈曲約束支撐鋼結(jié)構(gòu)體系的不足之處是節(jié)點(diǎn)連接的計(jì)算往往會大于實(shí)際需求，造成一定的浪費(fèi)，并且對于構(gòu)件在鋼架的選型和分布數(shù)量等都還要進(jìn)行更多的研究，對于罕見地震的結(jié)構(gòu)位移的計(jì)算和研究也不足，在靜力彈塑性中的評估和研究也不足。

2. 無粘結(jié)支撐鋼結(jié)構(gòu)體系

無粘結(jié)支撐的方式通過自身結(jié)構(gòu)剛度先于主體結(jié)構(gòu)的原理用產(chǎn)生的滯回能耗 減輕地震帶來的損害，這樣的方式可以盡量將地震造成的損害降至最低，減震效果明顯。無粘結(jié)支撐減震結(jié)構(gòu)作為新型的建筑物減震抗壓結(jié)構(gòu)，在很多的建筑和橋梁工程中得到廣泛運(yùn)用。相對于普通支撐的單斜形、V形、K形和X形幾種常見的無粘結(jié)支撐結(jié)構(gòu)來說，K形和X形都有明顯的缺點(diǎn)，因此常采用單斜形和V形的無粘結(jié)支撐結(jié)構(gòu)進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)的布置，當(dāng)然支撐布置受到跨數(shù)和層數(shù)的限制，根據(jù)不同的部位也要采取不同的布置方式。對于無粘結(jié)支撐布置的剛度和阻尼性進(jìn)行運(yùn)算，了解無粘結(jié)支撐結(jié)構(gòu)的整體抗震能力和最大層間的彈性位移，登出無粘結(jié)支撐在地震作用下能夠發(fā)揮很好的抗倒塌性，并且是十分經(jīng)濟(jì)且科學(xué)合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。在罕見地震下對無粘結(jié)支撐布置的鋼結(jié)構(gòu)的彈塑性和位移進(jìn)行計(jì)算也取得了良好的效果，無粘結(jié)支撐結(jié)構(gòu)能夠小震不壞，大震不倒，是非常可取的一種支撐布置鋼結(jié)構(gòu)方式。

無粘結(jié)支撐布置進(jìn)行多層平面鋼結(jié)構(gòu)的建模進(jìn)行分析，了解到不同的支撐布置方式的抗震效果不同，通過模型不同支撐方案的自震實(shí)驗(yàn)進(jìn)行樓層位移、支撐動(dòng)力以及樓層加速度和基底剪力等的比較和分析，得到同階段下，中間跨支撐布置的方式比兩邊跨的方式的抗側(cè)剛度強(qiáng)；人字形的方式比單斜桿的方式側(cè)剛度強(qiáng)；支撐通常大的體系周期段，抗側(cè)剛度強(qiáng)。總體來說在多層平面結(jié)構(gòu)中，科學(xué)合理的無粘結(jié)支撐布置方案，建立合理的支撐布置鋼結(jié)構(gòu)體系，實(shí)現(xiàn)抗震性和穩(wěn)定性的全面加強(qiáng)。

結(jié)語

傳統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)已經(jīng)不能夠滿足日益加高的樓層對水平荷載的承載力的要求，支撐布置與鋼結(jié)構(gòu)形成雙重抗震抗側(cè)力的結(jié)構(gòu)體系，對于水平荷載有很好的抵抗作用。針對不同的樓高要根據(jù)具體要求進(jìn)行支撐布置鋼結(jié)構(gòu)體系的選擇，選擇科學(xué)合理的支撐布置鋼結(jié)構(gòu)體系對于建筑物的抗側(cè)力能力和抗震能力都有很大的加強(qiáng)作用，并且實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性都很強(qiáng)，是抗震建筑非常好的結(jié)構(gòu)體系方式。

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作者簡介：

魏蘊(yùn)杰（1987.4-），男，河北唐山，學(xué)歷：碩士，研究方向：鋼結(jié)構(gòu)。