多高層框架—彎剪型支撐結構的穩定性分析

摘要：在我國當前建筑的鋼結構中，鋼框架是較為常用的一種結構體系。而在多高層框架的結構中，也經常會設置相應的支撐體系來對結構的整體剛度進行加強，從而形成了一種多高層框架的支撐體系。在本文中，將就多高層框架-彎剪型支撐結構的穩定性等方面進行一定的分析與探討。

關鍵詞：多高層框架 支撐結構 穩定性分析

1 概述

隨著我國社會的發展，對于建筑行業的施工技術也有了新要求。在建筑鋼結構中，鋼框架結構以其良好的延性得到了廣泛的使用，同時由于其良好的穩定性，也大量被人們應用到了抗震結構中。但是，隨著我國城市建筑向著多層化的方向發展，當框架的層數較多時，框架結構僅僅依靠梁柱的彎曲性來滿足荷載的要求，在從鋼材的利用角度來看不是一個非常好的做法。所以，就應當在原有框架結構中設置相應的支撐體系結構，以提高建筑結構的強度。

2 多高層框架支撐結構及其分類

高層框架支撐結構的穩定性同其支撐體系的作用方式及支撐類型有重要關系。我國當前常用的支撐體系有彎曲型、彎剪型和剪切型三種類型，三者之間無固定的定性、定量區分標準。在單柱模型中，對于支撐的使用價值通常被等同為一個側向支撐彈簧，其中應用了一假定條件，即將其所有的職稱類型都當作剪切型支撐結構來處理，不同層次之間的支撐作用相對獨立。如果建筑垂直交叉支撐結構的寬度和高度之間比例不大，那么其側向變形就可以歸類到剪切型支撐結構中，同時各層之間的作用也不明顯，可以對層模型進行選取，從而深入分析該結構的側向穩定程度。

當剪力墻、筒體與交叉支撐體系在高度與寬度之比較大時，其側向方位的變形就是一種彎曲變形，同時其各層之間的作用就比較明顯了，我們必須對整個結構進行全面的選取，從而能夠進行后續的側向穩定分析工作。同時，在實際工作中，對支撐體系剪切以及彎曲而產生的變形影響我們是不能夠對其忽視的，而這種支撐效果我們就稱之為彎剪型支撐。下面，我們就對彎剪型支撐框架結構的穩定性進行一定程度的分析，并對這三種支撐結構的定量區別原則進行探討性的提議。

3 考慮剪切影響的支撐住側向穩定性

下文將通過實例對公式4與公式8之間的精確程度進行比對：

以圖1為例，其為一個截面支撐柱，同時其柱的高度為8m，底部截面慣性矩為IB1，我們由公式4與公式8得到PB1，er，并以此為基礎得出底部軸力的臨界值，將其設為PB1，er，當對其比值使用剪切變形進行考慮，從而得出一系列比對值：

由表1可知，支撐柱的臨界荷載值會隨著支撐柱抗剪剛度的降低而不斷降低，而當抗剪的剛度達到非常小的一個值時，這個臨界荷載值也會無線趨近純剪切臨界荷載值。同時通過公式4所得出的值在剪切剛度較大時，其精度就比較適合，而在剪切剛度較小時，其精度就會有所降低，并且其同正常值之間的偏差也會加大。通過公式8所得出的值無論是在哪種截面抗剪強度之下，其偏差值都較小，是一種相對保守的算法，其計算出的值在大多數情況中都能夠保持在對于工程都是可以接受的范圍之中，所以在實際的應用過程中，我們就使用公式8作為支撐柱臨界荷載的計算式。

4 考慮剪切影響時支撐柱的屈曲模態

從上圖可以看出，在剪切剛度沒有發生突變的情況區間中，柱的曲線以一種光滑的模態進行屈曲。而在剪切剛度突然減少的層中，曲線的位移就發生了較為突然的增大，同時其一階導數也會發生增大的變化，另外其支撐段也會表現出剪切屈曲的情況。另外，當其剪切的剛度發生較大程度的減小時，支撐柱也會以一種最為薄弱的層的失穩情況作為首階失穩模態。而這種情況的產生是與公式8所表現出的計算結果是非常符合的。

5 結束語

總的來說，對于多高層框架進行彎剪型支撐結構的穩定性分析是非常有必要的一項工作，通過它我們可以在后續的工作中以更好的理論對我們的行為作出指導，從而對支撐結構的穩定性進行良好的保障。

參考文獻：

[1]王曉峰，秦榮，劉光焰.豎向恒載對框架結構動力穩定性影響研究[J].廣西工學院學報（自然科學版），2010（02）：77-80.

[2]王曉峰，劉光焰.水平階躍荷載作用下框架結構動力穩定性研究[J].邵陽學院學報（自然科學版），2009（03）：66-68.

[3]王曉峰，秦榮，劉光焰.水平荷載作用下框架結構動力穩定性研究[J].山西建筑，2010（11）：75-76.