不承受竖向力的x型支撑体系性能研究

不承受竖向力的 X 型支撑体系性能讨论不承受竖向力的 X 型支撑体系性能讨论 摘要:原有的中心支撑体系在竖向荷载作用下要承受一部分竖向力，从而降低了支撑实际的抗侧能力，新型的中心支撑体系通过改进节点，使支撑不承受竖向力。本文利用有限元软件 ANSYS，对比分析了不承受竖向荷载的新型 X 型支撑体系和传统体系在荷载作用下的受力性能。 关键词：不承受竖向荷载 X 型支撑 中心支撑 ANSYS 中图分类号：K826.16 文献标识码：A 文章编号： 引言 在现有的实际工程设计中，钢斜支撑的两端与梁柱刚接连接，使得斜支撑也承担了一部分竖向荷载，从而降低了斜支撑的实际抗侧能力。现有的解决方法是通过调整施工顺序，在整个结构安装到顶、大部分的竖向重力荷载已经传到柱子上以后，再回过头来安装这些斜支撑构件。但这一做法带来了延长施工工期、不方便支撑构件的运送和安装以及不能避开使用荷载的影响等问题。 新体系通过改进斜支撑杆与梁柱的连接节点设计，实现斜支撑体系与钢框架体系共同抵抗水平荷载的作用，仅有钢框架体系承受竖向荷载作用，使得斜支撑体系的刚度和强度完全用于抵抗水平荷载作用[1]. 两种支撑体系对比分析 两种体系采纳相同的尺寸和构件，新体系在支撑与梁交接处只耦合了水平自由度没有耦合竖向自由度，可以保证支撑在竖向自由移动， 模型共两层，每层层高为 1.2 米，跨度为 2.4 米。各构件的尺寸如下表。 表 1 构件尺寸表 采纳有限元软件 ANSYS 对新型的 X 型支撑和传统的 X 型支撑进行对比分析。传统的 X 型支撑作为原体系，新型的 X 型支撑作为新体系，梁和柱采纳 Beam188 单元，支撑采纳 Link8 单元。 2.1 单独施加竖向荷载 在两根梁上各施加两个竖向的集中力，每个集中力为 100KN。两种体系支撑的轴力图如下图 2 所示 图 1 竖向荷载作用下两种体系的轴力对比图 从图中可以看出传统的中心支撑在竖向力作用下承担了很大一部分竖向荷载，新体系的支撑不承受竖向荷载，而支撑的设置主要是用来抵抗水平荷载的，所以新体系和原体系相比可以保证支撑全部用来抵抗水平荷载。 2.2 单独施加水平荷载 在上层梁端施加水平荷载 200KN，下层梁端施加水平荷载100KN。 原体系轴力图 新体系轴力图 图 2 水平荷载作用下两种体系的轴力对比图 表 2 两种体系轴力和最大侧移对比表 在水平力作用下，两种体系的最大水平位移基本一样，说明两种体系的抗侧刚度基本相同，新体系支...