双片角钢X形支撑抗震性能研究

作     者：冉红东 张晨 马云美 RAN Hongdong;ZHANG Chen;MA Yunmei

作者机构：西安建筑科技大学土木工程学院陕西西安710055 西安建筑科技大学结构工程与抗震教育部重点实验室陕西西安710055 中国建筑西北设计研究院有限公司陕西西安710018 

出 版 物：《建筑结构学报》 (Journal of Building Structures)

年 卷 期：2023年第44卷第6期

页      面：186-198页

核心收录：

学科分类：08[工学] 081402[工学-结构工程] 081304[工学-建筑技术科学] 0813[工学-建筑学] 0814[工学-土木工程] 

基　　金：陕西省自然科学基金项目(2018JM5123) 

主　　题：双片角钢X形支撑 拟静力试验 抗震性能 承载力计算 

摘      要：为研究双片角钢X形支撑的抗震性能,对5个1/3缩尺试件进行水平往复加载试验,分析单肢长细比(34.5~86.2)和支撑夹角(35°、45°及55°)对双片角钢X形支撑滞回性能的影响。试验结果表明:在满足GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》设计要求的情况下,双片角钢X形支撑单肢长细比越大,双肢共同工作能力越差,而单肢长细比对其承载力、刚度和耗能能力影响较小;减小支撑夹角能提高支撑的承载力和抗侧刚度,但承载力退化更快,且疲劳断裂更早发生。采用经试验验证的有限元模型研究了支撑长细比、角钢宽厚比等参数对支撑抗震性能的影响。综合分析有限元和试验结果发现,设计双片角钢X形支撑时不应忽略压杆的承载力贡献,且支撑长细比对压杆屈曲后性能影响较大。提出了适用于双片角钢X形支撑的承载力和压杆卸载系数计算式,承载力计算结果较GB 50017—2017《钢结构设计标准》中计算结果提高了9.2%~43.0%,偏于安全。基于修正后压杆卸载系数,得到此类支撑考虑压杆卸载影响的抗拉承载力计算式,计算结果与试验结果比值介于0.83-0.90之间,可准确且安全地预测双片角钢X形支撑的抗拉承载力。