劉剛剛

大連市建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司 遼寧大連 116021

水平支撐常用來加強(qiáng)結(jié)構(gòu)空間的整體剛度，承擔(dān)和傳遞水平荷載，以及保證結(jié)構(gòu)安裝時(shí)的穩(wěn)定和方便。本次利用MIDAS GEN 有限元軟件建立四種不同模型，通過對比分析以體現(xiàn)水平支撐對結(jié)構(gòu)剛度的影響。

1 模型

利用MIDAS GEN 有限元軟件建立四種模型如下所示：

圖1 模型結(jié)構(gòu)圖

各模型構(gòu)件截面和荷載相同，具體區(qū)別：模型1. 結(jié)構(gòu)形式為鋼框架，梁柱剛接，且柱底固接；模型2. 結(jié)構(gòu)形式與模型1 相同，同時(shí)在樓層處設(shè)置水平支撐；模型3. 結(jié)構(gòu)形式為柱強(qiáng)軸方向?yàn)閯偨?，弱軸方向設(shè)置柱間支撐；模型4. 結(jié)構(gòu)形式與模型3 相同，同時(shí)在樓層處設(shè)置水平支撐[1]。

2 分析結(jié)果

2.1 變形分析

為體現(xiàn)水平支撐對結(jié)構(gòu)抗扭剛度的影響，在樓層一角分別施加兩種水平荷載，荷載a：沿鋼柱強(qiáng)軸方向，荷載b：沿鋼柱弱軸方向。

兩種荷載作用下結(jié)構(gòu)變形分別如下所示：

圖2 荷載a 作用下的結(jié)構(gòu)變形圖（mm）

圖3 荷載b 作用下的結(jié)構(gòu)變形圖（mm）

對比模型1、2 在荷載a、b 作用下的變形，設(shè)置水平支撐后

2.2 內(nèi)力分析

荷載a 作用下的支座反力圖如下所示：

圖4 荷載a 作用下的支座反力圖（kN）

對比模型1、2 和模型3、4 可知，設(shè)置水平支撐后，能夠?qū)⑺搅鬟f給其它豎向構(gòu)件一些，有利于結(jié)構(gòu)整體受力。荷載b作用支座反力趨勢與此相同，不再累述[2]。

3 結(jié)語

通過上述對比分析可以得出以下結(jié)論：

（1）水平支撐能減小結(jié)構(gòu)的最大水平位移，當(dāng)結(jié)構(gòu)在荷載方向的剛度越弱，該作用越明顯；

（2）設(shè)置水平支撐后能減小平臺角部的變形差，即減小平臺在不均勻荷載作用下的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，且結(jié)構(gòu)的剛度越弱，其抗扭作用越大。

因此，在實(shí)際結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，尤其當(dāng)荷載作用較大，分布不均勻，且考慮水平地震作用時(shí)，應(yīng)考慮設(shè)置水平支撐，以達(dá)到增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的水平剛度，減小其扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，提高其舒適性，協(xié)調(diào)結(jié)構(gòu)變形，同時(shí)也能較好地將水平荷載傳遞給其他豎向構(gòu)件，共同受力[3]。