钢结构抗风柱的设计样本.docx

1、钢结构抗风柱的设计样本钢构造抗风柱设计一、简介设立在房屋构造两端山墙内，抵抗水平风荷载钢筋混凝土构造柱简称为抗风柱。将抗风柱在水平方向连接起来、起整体加固作用钢筋混凝土梁简称为抗风横梁。普通用于高耸、内部大空间、横墙少砖混构造房屋，如工业厂房、大型仓库等。图1为单层厂房透视图，咱们从图中可以看一下抗风柱位置状况：抗风柱虽然在钢构造设计规范和门式刚架规范中均未有专门条文简介如何设计，但是作为构造受力构件，只要分析清晰它在构造体系中受力状态，按照规范有关条文进行计算分析，并满足规范规定构造规定，咱们就能合理设计出安全经济抗风柱。接下来咱们就抗风柱设计全面简介如下：二、力学分析抗风柱有三种布置办法：

2、(1)即抗风柱柱脚与基本刚接，柱顶与屋架通过弹簧片连接。(2)即抗风柱柱脚与基本铰接，柱顶与屋架通过长圆孔连接板或弹簧片连接。按这两种布置办法，屋面荷载所有由刚架承受,抗风柱不承受上部刚架传递竖向荷载，只承受墙体和自身重量和风荷载,成为名副其实“抗风柱”。(3)按门式刚架轻钢构造布置，抗风柱与屋架梁刚接，与钢梁、钢柱一起构成门式刚架构造。即抗风柱柱脚与基本铰接(或刚接)，柱顶与屋架刚接。按这种布置办法，屋面荷载由刚架及抗风柱共同承担。抗风柱同步承担竖向荷载和风荷载。第一种布置方式即悬臂梁式。重要特点是：抗风柱柱脚刚接，相称于咱们普通悬臂梁受力形式，抗风柱自身独立承受墙面传递风荷载。在过去重屋面

3、单层工业厂房中，由于抗风柱和厂房构造柱所承受竖向荷载差距较大，为避免不均匀沉降对构造受力形式变化和不利影响，普通需要释放竖向约束。在轻钢厂房开始初期，咱们经常看到某些图纸中，在抗风柱顶部加设弹簧板，与主钢架连接，就是这种设计理念。这种抗风柱重要特点是：1）柱脚刚接；2）截面依照实际状况，有时较大，有时就会很节约；3）顶部弹簧板连接。咱们当前把悬臂梁式抗风柱力学模型展示如图2所示：第二种为简支梁式，这种抗风柱特点是：柱脚铰接、顶部与主钢架铰接，这种抗风柱受力形式简朴，采用较小截面就能满足。风荷载通过抗风柱传递到主钢架，依托主钢架支撑体系承受水平风荷载。在轻型钢构造厂房设计中，受力形式简朴，力传递

4、途径明确。重要特点是：1）主钢架承受竖向荷载和横向水平荷载；2）抗风柱承受和传递水平纵向风荷载；3）支撑体系承受纵向水平荷载。这种抗风柱长处是：1）受力形式简朴，截面较小；2）铰接节点加工和安装比较以便，成本低；3）充分发挥了整体构造承载能力，总体成本低。咱们当前把简支梁式抗风柱力学模型展示如图3所示：三、设计计算对于抗风柱一方面要满足钢构造设计规范中对于钢柱基本规定：1、容许长细比抗风柱平面内计算长度：柱脚铰接，柱顶铰接，计算长度系数为1.0；柱脚刚接，柱顶铰接，计算长度系数为0.732.抗风柱平面内计算长度：侧向支撑点之间距离，可取檩条之间距离，普通为3000m2、挠度抗风柱挠度。由于抗风

5、柱受弯作为控制受力，因此也要考虑挠度，钢构造设计规范中主钢架挠度限值为1/400L，门式刚规里面对于墙梁水平挠度规定是1/180。四、节点构造当咱们设计完截面尺寸后，开始要完毕施工图设计，下面简介惯用节点形式：3、抗风柱与屋架梁铰接节点可以看到此种柱顶铰接采用弹簧片连接，尚有采用竖向长圆孔连接。五、总结虽然规范中很难找到抗风柱如何设计条文，但是只要把它受力分析清晰，再依照有关条文即可设计出经济合理截面来。同步依照建筑使用规定及条件，合理选取抗风柱受力形式，也是咱们合理设计核心。以我个人近年钢构造设计工作经验：对于厂房抗风柱高度不是很高，就可以选取柱脚和柱顶都为铰接形式，可以得到比较经济截面；而对于高度比较高厂房，可选取柱脚刚接，减少计算长度，从而使截面经济性得以体现。