浅谈柱间支撑对结构的影响

刘刚刚

大连市建筑设计研究院有限公司 辽宁大连 116021

为保证房屋承重结构的正常工作，一般利用柱间支撑将地震作用、风荷载、吊车水平荷载、温度作用等传至基础上，以保证结构的刚度和稳定。本次利用MIDASGEN有限元软件对一个单榀框架建立四种模型，对比分析柱间支撑对结构内力和变形的影响。

1 有限元模型

在荷载和构件截面相同的情况下，建立四种模型如图1 所示：

图1

模型1：梁柱铰接+柱底固接+柱间支撑；模型2：梁柱铰接+柱底铰接+柱间支撑；模型3：梁柱刚接+柱底铰接；模型4：梁柱刚接+柱底固接。

2 分析结果

2.1 内力分析

在水平荷载作用下支座反力和梁柱内力弯矩图分别如图2所示：

图2 支座反力弯矩图（kN.m）

图3 梁柱弯矩图（kN.m）

通过对比图2和图3中各模型计算结果可知：结构设置柱间支撑后，水平荷载作用下的柱底弯矩可忽略不计，即使柱底刚接（模型1），水平荷载作用下的柱底弯矩也很小，只达到模型4柱底弯矩的0．7%。同时柱间支撑可极大地减小水平荷载作用下的杆件弯矩，使其受力形式主要为二力杆[1]。

2.2 变形分析

水平荷载作用下各模型的变形如图4所示：

图4 水平位移（mm）

对比图4中各模型计算结果，并以模型3中柱顶水平位移为基数，则模型1、2、3的柱顶水平位移只达到0．19%、0．19%、24．92%。由此可知，柱底铰接时变形最大，柱底固接时可较大幅度的减小水平变形，但与加了柱间支撑的模型对比，变形仍较大，实际设计时需注意其变形验算[2]。

3 结语

利用MIDASGEN软件对相同水平荷载作用下不同模型的计算结果进行对比分析，可出以下结论：

结构设计时可利用柱间支撑极大的减小水平位移和杆件内力，以达到经济目的；柱脚设计时柱间支撑平面内的柱底弯矩可忽略不计，该平面的柱脚螺栓主要起固定作用；结构方案选型时可利用合适的位置设置柱间支撑，以达到较好的经济效益和安全性[3]。