淺談柱間支撐對結構的影響

劉剛剛

大連市建筑設計研究院有限公司 遼寧大連 116021

為保證房屋承重結構的正常工作，一般利用柱間支撐將地震作用、風荷載、吊車水平荷載、溫度作用等傳至基礎上，以保證結構的剛度和穩定。本次利用MIDASGEN有限元軟件對一個單榀框架建立四種模型，對比分析柱間支撐對結構內力和變形的影響。

1 有限元模型

在荷載和構件截面相同的情況下，建立四種模型如圖1 所示：

圖1

模型1：梁柱鉸接+柱底固接+柱間支撐；模型2：梁柱鉸接+柱底鉸接+柱間支撐；模型3：梁柱剛接+柱底鉸接；模型4：梁柱剛接+柱底固接。

2 分析結果

2.1 內力分析

在水平荷載作用下支座反力和梁柱內力彎矩圖分別如圖2所示：

圖2 支座反力彎矩圖（kN.m）

圖3 梁柱彎矩圖（kN.m）

通過對比圖2和圖3中各模型計算結果可知：結構設置柱間支撐后，水平荷載作用下的柱底彎矩可忽略不計，即使柱底剛接（模型1），水平荷載作用下的柱底彎矩也很小，只達到模型4柱底彎矩的0．7%。同時柱間支撐可極大地減小水平荷載作用下的桿件彎矩，使其受力形式主要為二力桿[1]。

2.2 變形分析

水平荷載作用下各模型的變形如圖4所示：

圖4 水平位移（mm）

對比圖4中各模型計算結果，并以模型3中柱頂水平位移為基數，則模型1、2、3的柱頂水平位移只達到0．19%、0．19%、24．92%。由此可知，柱底鉸接時變形最大，柱底固接時可較大幅度的減小水平變形，但與加了柱間支撐的模型對比，變形仍較大，實際設計時需注意其變形驗算[2]。

3 結語

利用MIDASGEN軟件對相同水平荷載作用下不同模型的計算結果進行對比分析，可出以下結論：

結構設計時可利用柱間支撐極大的減小水平位移和桿件內力，以達到經濟目的；柱腳設計時柱間支撐平面內的柱底彎矩可忽略不計，該平面的柱腳螺栓主要起固定作用；結構方案選型時可利用合適的位置設置柱間支撐，以達到較好的經濟效益和安全性[3]。