支座水平刚度变化对网架的影响
1. 支座水平刚度对网架杆件内力的影响 网架结构进行力学分析时与框架结构存在明显的区别:刚度来源不一致,网架结构的刚度主要受杆件的数量及杆件本身的刚度;框架结构的刚度主要与框架柱和框架梁的刚度有关;支座的选取不仅影响到网架的安全、经济,还直接影响到下部支承结构设计的难易程度,但是有一个原则,即网架设计支座的力学模式必须和施工图设计的支座构造保持一致。传力路径不一致,网架结构的传力路径主要是通过上下弦杆传至下部结构,框架结构主要是框架梁的荷载向框架柱传递。
本文以前文中的模型为研究对象,研究支座水平刚度不断变化对网架杆件内力的影响。现通过改变支座的水平刚度从3 kN/mm~10 000 kN/mm不断变化,得到以下规律:
(1)上弦杆从支座至跨中的杆件,压应力不断增大,主要呈现压杆特性;随着支座水平刚度变化,杆件的压应力变化不显著。
(2)腹杆位于支座处的应力,远离支座的杆件应力不断降低;随着支座水平刚度变化,杆件的应力变化也不显著。
(3)下弦杆主要呈拉杆特性,在支座附近几跨后呈压杆特性;随着支座水平刚度变化,桁架减震橡胶支座,杆件应力有着明显的变化;当支座水平刚度较小时,下弦杆全部呈拉杆特性。
隔震结构可以有效地减轻房屋的***响应,在中国已经有超过500个工程项目采用橡胶隔震支座,包括房屋、桥梁和高速路等[1]。叠层橡胶支座具有低水平刚度,高竖向抗压刚度的特性。它可以延长上部结构周期,减震橡胶支座,避开***的***周期,隔断***能量传递给上部结构。辅加耗能阻尼器,可以有效地耗散***能量。但在大高宽比隔震建筑、高竖向***作用以及大水平变形下支座有可能产生拉应力[2]。研究表明,在拉应力达到1.5~3.0 MPa时支座抗拉刚度急剧下降[3]。与10~15 MPa的抗压应力相比较,叠层橡胶隔震支座的抗拉性能明显不足。《建筑抗震设计规范》[4]、CECS126∶2001《叠层橡胶支座隔震设计规程》[5]均限定了隔震结构的适用范围:高度不超过40 m,以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀,以及近似单质点体系的结构。同时还要求对大高宽比的隔震结构进行整体倾覆验算,钢结构减震橡胶支座,防止支座屈曲和超出拉应力允许值。因此,叠层橡胶隔震支座的抗拉性能决定了叠层橡胶隔震技术在高层和超高层建筑的应用和推广。按支座构造分平板压力支座、平板拉力支座、板式橡胶支座、盆式橡胶支座、球形钢支座等。在解决叠层橡胶隔震支座抗拉能力不足的问题上前人作了大量的工作,如采用高强橡胶支座提高抗压和抗震。
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