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水平拉结
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水平拉结

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每栋较大的建筑都应针对偶然工况进行设计,以防止连续倒塌。有多种方法可供选择,但最常用的是规定性方法——水平拉结。

节点必须设计为能够传递由二阶效应产生的拉力——即柱被移除后楼板作为薄膜受力的情况。

支座

仅分析一根构件,其余所有构件在端部固定。被分析构件仅施加轴力,因此其模型类型设置为 N-Vy-Vz(弯矩和扭矩受到约束)。

荷载

作用于被分析构件的轴力应按 EN 1993-1-7 第 A.5.1 条确定:

对于内部拉结:

\[T_i=0.8(g_k+\psi q_k) s L \ge 75 \textrm{ kN} \]

对于周边拉结:

\[T_p=0.4(g_k+\psi q_k) s L \ge 75 \textrm{ kN} \]

其中:

  • \(g_k\) – 永久荷载标准值
  • \(q_k\) – 可变荷载标准值
  • \(s\) – 拉结间距
  • \(L\) – 拉结跨度
  • \(\psi\) – 偶然设计工况下荷载效应组合表达式中的相关系数(即按 EN 1990 表达式 (6.11b) 中的 \(\psi_1\) 或 \(\psi_2\))。

材料模型与验算

根据 SCI P358:钢结构节点:Eurocode 3 简单节点——附录 A,水平拉结引入了分项安全系数 \(\gamma_{Mu}\),默认值为 1.1,可在规范设置中修改。该安全系数用于水平拉结分析中的钢板、螺栓和焊缝。 

预期将出现极端荷载和变形,钢板的设计基于钢板的极限强度 \(f_u\)。因此,有限单元法分析所用的材料模型在 \(f_u / \gamma_{Mu}\) 以内呈弹性行为,塑性段斜率为弹性模量 \(E/1000\)。验算以 5% 塑性应变为限值。

螺栓和焊缝的承载力计算采用 \(\gamma_{Mu}\) 代替 \(\gamma_{M2}\)。在使用默认分项安全系数时,承载力比承载能力极限状态高约 14%。

预紧螺栓假定发生滑移,按普通紧固螺栓进行验算。

参考文献

EN 1993-1-7:Eurocode 1 – 结构上的作用 – 第 1-7 部分:一般作用 – 偶然作用,CEN,2006。

SCI P358:钢结构节点:Eurocode 3 简单节点

ECCS 项目 FAILNOMORE 研讨会 

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