钢筋结构抗风柱的设计说明.docx
- 文档编号:26734841
- 上传时间:2023-06-22
- 格式:DOCX
- 页数:10
- 大小:1.25MB
钢筋结构抗风柱的设计说明.docx
《钢筋结构抗风柱的设计说明.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《钢筋结构抗风柱的设计说明.docx(10页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
钢筋结构抗风柱的设计说明
钢结构抗风柱的设计
一、介绍设置在房屋结构两端山墙,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、部大空间、横墙少的砖混结构房屋,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《钢结构设计规》和《门式刚架规》中均未有专门条文介绍如何设计,但是作为结构受力构件,只要分析清楚它在结构体系中的受力状态,按照规相关条文进行计算分析,并满足规规定的构造要求,我们就能合理的设计出安全经济的抗风柱。
接下来我们就抗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) 即抗风柱柱脚与基础刚接,柱顶与屋架通过弹簧片连接。
(2) 即抗风柱柱脚与基础铰接,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)按门式刚架轻钢结构布置,抗风柱与屋架梁刚接,与钢梁、钢柱一起组成门式刚架结构。
即抗风柱柱脚与基础铰接(或刚接),柱顶与屋架刚接。
按这种布置方法,屋面荷载由刚架与抗风柱共同承担。
抗风柱同时承担竖向荷载和风荷载。
第一种布置方式即悬臂梁式。
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,因为抗风柱和厂房结构柱所承受的竖向荷载差距较大,为避免不均匀沉降对结构受力形式的改变和不利影响,一般需要释放竖向约束。
在轻钢厂房开始的初期,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。
在轻型钢结构厂房设计中,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较方便,成本低;
3)充分发挥了整体结构的承载能力,总体成本低。
我们现在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首先要满足《钢结构设计规》中对于钢柱的基本规定:
1、容许长细比
抗风柱平面计算长度:
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
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,《钢结构设计规》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1/180。
四、节点构造
当我们设计完截面尺寸后,开始要完成施工图设计,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
虽然规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与条件,合理选择抗风柱受力形式,也是我们合理设计的关键。
以我个人多年的钢结构设计工作经验:
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,可以得到比较经济的截面;而对于高度比较高的厂房,可选择柱脚刚接,减少计算长度,从而使截面经济性得以体现。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 钢筋 结构 抗风柱 设计 说明
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)