结构体系中的拉杆-压杆理论

发布于：2014-06-26 15:37:26 来自：建筑结构/武汉老庄结构院 [复制转发]

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结构体系中的拉杆-压杆理论

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拉杆-压杆理论在英文词语叫 stru-and-tie theory，属于宏观层面上的计算理论，它属于二力杆范畴，没有考虑边界条件。在结构设计中不涉及构件材料塑性的情况下得到了广泛的应用，例如常说的牛腿，构件节点和桩承台的传力，这里在结构体系上去说明一下这个理论。
1. 高层中设置伸臂的作用
利用外框柱的拉力和压力平衡一部分由水平荷载作用下的结构整体倾覆弯矩。
2. 高层中腰桁架的设置
高层中外框柱的受力存在剪力后滞（shear lag），设置腰桁架可以有效克服剪力后滞的影响，使外框柱受力更加均匀。这个有利作用的原因就是利用桁架的轴力来传递由水平力引起的楼层剪力，避免用外框梁的抗弯能力来传递。
3 斜撑的设置
利用斜撑的拉压使框架形成一个整体，提高整体刚度（利用斜撑的轴向刚度来补充框架的抗弯刚度形成整体刚度），例如平面框架加了斜撑，其作用效果如同剪力墙。这一点可以反过来说明其合理性，在剪力墙的宏观模型中就有这样的一个简化模型：“口”字+“X”字。口字的两个竖向仅承受轴向力，X字利用轴压或轴拉来平衡剪力墙的剪力。
因此，在结构体系中，越来越多的高层、超高层在立面上设置了巨型斜撑，利用斜撑的拉压受力模式来增强受力的整体性。

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