淺談鋼結構支撐單元
2021-06-15 09:11 陜西鋼結構 華邦建設
在地震作用下，支撐也將進人彈塑性狀態。支撐在反復荷載作用下的力學形態非常復雜，不僅需要考慮材料的非線性，還要考慮桿件受壓屈曲后的幾何非線性。決定支撐受力形態的主要因素是構件的長細比,長細比越大，受壓時屈曲變形的比例也就越大。支撐在往復軸力作用下的滯回曲線如下圖所示。從圖中可以看出，在往復荷載下支撐的受拉承載力基本保持不變。當長細比較大時，隨著變形量不斷增加，受壓承載力下降較快，而長細比小的支撐受壓承載力變化較小。對于長細比較大的支撐，滯回環所包圍的面積比較狹窄，耗能力較差，而長細比較小的構件滯回環形態豐滿，耗能力較強。
早期用于斜撐非線性分析的模型僅僅是對彈性桁架單元的簡單修改，例如只考慮支撐的抗拉能力而忽略其抗壓能力、受拉與受壓時均能達到屈服應力、以及受拉時為理想彈塑性而受壓時發生彈性失穩等簡化模型，見下圖。上述模型都不能準確反映支撐在反復荷載下的承載力變化與構件的耗能特性，其中下圖(a)僅適用于長細比大于200的情況,而下圖(b)、(c)無法反映桿件失穩后在反復荷載作用下的剛度退化和承載力劣化。
目前可以用于支撐彈塑性分析的單元種類較多，其中較為理想的是Maison模型，見下圖。Maison模型用分段線性描述屈曲后承載力的劣化現象，而且能計算出支撐在屈曲及加載過程中長度的變化。這種模型具有很好的適用性，它與各種長細比支撐的試驗滯回曲線吻合較好。影響支撐后屈曲形態的決定因素是構件的長細比，而寬厚比D/t主要影響構件的局部屈曲及在反復荷載作用下受壓承載力的變化。圖中PCR表示臨界屈曲荷載，RCRF表示極限屈曲荷載，可以根據實驗曲線確定。
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