华南理工大学学报(自然科学版)

作者：何亮, 许照宇, 沈文杰, 童根树, 刘志鑫, 张磊

单位：1.安徽省建筑设计研究总院股份有限公司，安徽 合肥 2300002.浙江水利水电学院 南浔创新研究院，浙江 杭州 3100183.浙江大学 高性能结构研究所，浙江 杭州 310058

关键词：人字撑,双重抗侧力结构,横梁刚度,楼板有效宽度,支撑内力

基金：浙江省自然科学基金重点项目(LZ22E080004)

针对多层钢框架-稀疏人字撑结构的抗侧力性能展开深入研究，结合有限元分析和理论推导，系统探讨了横梁未充分加强情况下结构的力学行为及其对抗侧力性能的影响。通过弹塑性推覆分析，验证了多重抗侧力体系串并联理论模型的准确性，并揭示了支撑内力随层间位移角的变化规律。有限元分析结果表明，横梁的刚度和强度对压撑屈曲后拉撑轴力的发展具有显著影响，框架作为第2道抗侧力体系能够有效补偿支撑屈曲后的承载力退化。此外，楼板有效宽度与钢梁的组合效应可显著提高横梁的抗弯刚度，从而有利于拉撑轴力的发展，可减小压撑屈曲后承载力的退化。对于横梁未充分加强的刚接框架-人字撑结构，在侧向位移和不平衡力的共同作用下，横梁的塑性铰首先出现在压撑一侧的梁端，随后出现在横梁跨中。基于这一破坏模式，推导了受拉支撑轴力和横梁不平衡力的计算公式，结果显示其具有较高的精度。研究表明，即使横梁未满足《建筑抗震设计规范》第8.2.6-2条充分加强的要求，当框架抗侧能力占比较高时，整体结构的承载力仍不会随侧移的增加而退化，能够保证7度（0.1 g）设防烈度地震作用下的安全。提出的横梁不平衡力计算方法为优化框架-人字撑结构设计提供了新的思路，避免了传统设计中因横梁高度过大而导致的设计问题，为实际工程结构设计提供了重要的理论支持和实践指导。

来源：2025年第12期

《华南理工大学学报(自然科学版)》期刊编辑部

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