钢结构抗风柱的设计

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1、..-钢构造抗风柱的设计一、介绍设置在房屋构造两端山墙内，抵抗水平风荷载的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、起整体加固作用的钢筋混凝土梁简称为抗风横梁。一般用于高耸、内部大空间、横墙少的砖混构造房屋，如工业厂房、大型仓库等。图1为单层厂房透视图，我们从图中可以看一下抗风柱的位置情况：    抗风柱虽然在?钢构造设计标准?和?门式刚架标准?中均未有专门条文介绍如何设计，但是作为构造受力构件，只要分析清楚它在构造体系中的受力状态，按照标准相关条文进展计算分析，并满足标准规定的构造要求，我们就能合理的设计出平安经济的抗风柱。接下来我们就抗

2、风柱的设计全面介绍如下：二、力学分析抗风柱有三种布置方法：   (1) 即抗风柱柱脚与根底刚接，柱顶与屋架通过弹簧片连接。   (2) 即抗风柱柱脚与根底铰接，柱顶与屋架通过长圆孔连接板或弹簧片连接。按这两种布置方法，屋面荷载全部由刚架承受,抗风柱不承受上部刚架传递的竖向荷载，只承受墙体和自身的重量和风荷载,成为名副其实的“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、钢柱一起组成门式刚架构造。即抗风柱柱脚与根底铰接(或刚接)，柱顶与屋架刚接。按这种布置方法，屋面荷载由刚架及抗风柱共同承当。抗风柱同时承当竖向荷载和风荷载。第一种

3、布置方式即悬臂梁式。   -.word.zl-..-主要特点是：抗风柱柱脚刚接，相当于我们一般的悬臂梁受力形式，抗风柱本身独立承受墙面传递的风荷载。在过去重屋面的单层工业厂房中，因为抗风柱和厂房构造柱所承受的竖向荷载差距较大，为防止不均匀沉降对构造受力形式的改变和不利影响，一般需要释放竖向约束。在轻钢厂房开场的初期，我们经常看到一些图纸中，在抗风柱的顶部加设弹簧板，与主钢架连接，就是这种设计理念。这种抗风柱的主要特点是：   1〕柱脚刚接；   2〕截面根据实际情况，有时较大，有时就会很节省；   3〕顶部弹簧板连接。   我们现在把悬臂梁式抗风柱力学模型

4、展示如图2所示：第二种为简支梁式，这种抗风柱的特点是：柱脚铰接、顶部与主钢架铰接，这种抗风柱的受力形式简单，采用较小的截面就能满足。风荷载通过抗风柱传递到主钢架，依靠主钢架的支撑体系承受水平风荷载。在轻型钢构造厂房设计中，受力形式简单，力的传递途径明确。主要的特点是：   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。这种抗风柱的优点是：   1〕受力形式简单，截面较小；   2〕铰接节点加工和安装比拟方便，本钱低；   3〕充分发挥了整体构造的承载能力，总体本钱低。我们现在把简支梁式抗

5、风柱力学模型展示如图3所示：三、设计计算对于抗风柱首先要满足?钢构造设计标准?中对于钢柱的根本规定：   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：侧向支撑点之间的距离，可取檩条之间的距离，一般为3000m-.word.zl-..-   2、挠度抗风柱的挠度。由于抗风柱受弯作为控制受力，所以也要考虑挠度，?钢构造设计标准?中主钢架的挠度限值为1/400L，?门式刚规?里面对于墙梁水平挠度要求是1/180。四、节点构造当我们设计完截面尺寸后，开场要完成施工

6、图设计，下面介绍常用的节点形式：   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，还有采用竖向长圆孔连接。五、总结   虽然标准中很难找到抗风柱如何设计的条文，但是只要把它的受力分析清楚，再根据相关条文即可设计出经济合理的截面来。同时根据建筑的使用要求及条件，合理选择抗风柱受力形式，也是我们合理设计的关键。以我个人多年的钢构造设计工作经历：对于厂房抗风柱高度不是很高，就可以选择柱脚和柱顶都为铰接的形式，可以得到比拟经济的截面；而对于高度比拟高的厂房，可选择柱脚刚接，减少计算长度，从而使截面经济性得以表达。-.word.zl-..-  -.

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