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压杆设计 vs 拉杆设计 vs 考虑压杆卸载影响的拉杆设计，分得清楚吗？

发布于：2022-11-18 09:35:18 来自：建筑结构/结构资料库 [复制转发]

关于支撑设计，经常会有网友问到几个术语——压杆设计、拉杆设计，还有考虑压杆卸载影响的拉杆设计，今天来聊聊。

一、压杆设计

压杆设计是大家最熟悉的，也是最基本的支撑设计方式，受压支撑杆一般由稳定控制，稳定承载力即是其设计承载力。如果是交叉支撑，那么考虑变形协调，一对支撑斜杆的承载力就是压杆的2倍，受拉杆无法完全发挥其抗拉承载力。

显然，单斜杆支撑只能采用压杆设计，人字形支撑一般也只能采用压杆设计（否则横梁做得巨大无比）。

二、拉杆设计

简单说，就是支撑长细比较大，只考虑拉杆起作用，忽略压杆的贡献，受压就考虑让它退出工作（实际是假定）。显然，一般只有交叉支撑才能这么设计。也就是在一个四边形支撑系统中，水平荷载方向变化，交叉杆总是一根在工作。显然，交叉支撑贡献的仅仅是一根拉杆的抗拉刚度和承载力，压杆的作用给忽略了。

顺便说一句，经常还有人会提到刚性支撑、柔性支撑，其实那是不规范的说法（教材和规范中只有刚性系杆、柔性系杆的术语），大致表达的意思相当于是“压杆设计的支撑”和“拉杆设计的支撑”。当然，柔性支撑一般还有另外一层意思——支撑真的很柔，比如圆钢支撑。

问题来了：

1）拉杆设计时压杆屈曲并退出工作，结构会不会有很大的变形？这么设计能行吗？你觉得呢？（实际上讨论局部屈曲和屈曲后强度的时候也经常有人这么问，好像局部屈曲是结构失效状态似的）

2）拉杆设计其实是针对较柔支撑的一种假设和简化处理。拉杆设计的长细比有没有下限要求？ 如果长细比不大并不算细柔的交叉支撑（比如长细比100），还可以按拉杆设计吗？ 会对结构性能和设计结果带来什么影响？ （比如 《抗规》多高层钢结构抗震等级为四级时，允许采用拉杆设计，但只规定了长细比限值180）

3）拉杆设计的结果，支撑一般更细长，更经济。拉杆设计和压杆设计，怎么选择？各适用于什么情况？ 规范有什么要求？

三、考虑压杆卸载影响的拉杆设计

可能有人会说，“考虑压杆卸载影响的拉杆设计”这个说法听着就很陌生，这是什么鬼？

所谓“考虑压杆卸载影响的拉杆设计”，其实是部分考虑了压杆屈曲时提供的承载力贡献（有时也考虑部分刚度），将总内力卸载一部分给压杆，剩余部分，由拉杆承担。

先看《抗规》9.1.3和附录K.2。混凝土柱厂房柱间支撑长细比小于200时，认为拉杆和压杆是共同工作的，支撑水平承载力相当于拉杆承载力与压杆承载力乘以折减系数之和的水平分量。这个折减系数，《抗规》称之为“压杆卸载系数”。显然，压杆的刚度贡献采用了稳定系数，承载力则考虑了稳定系数和卸载系数（在稳定承载力基础上打折）。