钢结构厂房柱间支撑体系的分析(冯萍).docx

编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第页共NUMPAGES10页第PAGE\*MERGEFORMAT10页共NUMPAGES\*MERGEFORMAT10页单层钢结构厂房柱间支撑体系的分析冯萍（上海冶金设计研究院建筑结构室，上海，200070）摘要：根据上海某大型不锈钢工程主厂房的设计体会，同时参阅了国内外有关资料，对柱间支撑体系的设计，尤其是柱间支撑体系的设计原则、形式、刚度、强度和连接进行分析和探讨，并就支撑体系的设计要点提出了建议。关键词：柱间支撑刚度长细比中图分类号：文献标识码：AnalysisofColumn-and-braceSystemofSingle-storySteelStructureBuildingFengPing(Departmentofcivilengineering,ShanghaiMetallurgicalDesign&ResearchInstitute,Shanghai200070,China)Abstract:Thearticleanalyzesandstudiesthedesignofcolumn-and-bracesystemofthebuildingaccordingtodesigningthemainbuildingoftheShanghaistainlesssteelproject,especiallyaboutdesignprinciple,style,rigidity,strengthandconnectiononcolumn-and-bracesystem.Thekeypointsofthedesignsuggestiononbracingsystemarealsoproposed.Keywords:Column-and-brace;rigidity;slendernessratio1前言在单层钢结构厂房设计中，支撑体系的布置和设计是一个重要的内容。为了保证结构的空间工作，提高结构的整体刚度，承担和传递水平力（风荷载、吊车水平力、温度作用及地震作用等），防止杆件产生过大的震动，避免压杆的侧向失稳，以及保证结构安装时的稳定，应根据结构及其荷载的不同情况设置可靠的支撑系统。在建筑物每一个温度区段或分期建设的区段中，应分别设置独立的空间稳定的支撑系统。支撑刚度的大小还直接影响厂房的自振特性。地震时，支撑的强度和刚度是否满足要求，直接关系到厂房的安全。因此建造于地震区的厂房，其支撑系统需要按照抗震要求进行合理设计。上海某大型不锈钢工程主厂房为单层多跨不等高建筑，内部设有多层工作平台及各类操作室，以轴线尺寸计，新建主厂房纵向长402m，横向宽291m，在厂房中央10列轴线部位设一道纵向伸缩缝，柱距有18m及24m两种。主厂房柱网平面图及下柱柱间支撑布置图见图1。图1某大型工程柱网平面图及下柱柱间支撑布置图2柱间支撑体系的设计2.1设计原则明确合理、简捷地传递纵向水平作用，尽量缩短传力的途径;保证结构体系平面外的稳定，为结构和构件的整体稳定提供侧向支点;便于结构安装；满足必要的强度、刚度要求，具有可靠的连接。2.2支撑的形式柱间支撑的形式对整个厂房的纵向刚度，自振特性及塑性铰产生部位等有重要影响。柱间支撑由以下各部分组成：屋架端部高度范围内的垂直支撑和上、下系杆；在吊车梁或吊车桁架以上至屋架下弦间设置的上段柱支撑；在吊车梁或吊车桁架以下至柱脚处设置的下段柱支撑和下段柱系杆。上段柱支撑的形式一般选用十字交叉形、人字形及K形。当柱间距较大时，上段柱支撑还可采用V形及八字形，如图2所示；下段柱支撑的形式一般选用单层十字交叉形、双层十字交叉形、人字形及K形，当柱距大于和等于12m，工艺上有特殊要求时，可采用门形、L形、、刚架形、八字形及单斜杆等，如图3所示。在本大型不锈钢工程主厂房柱间支撑系统中，以上形式大多涉及，总的布置原则是在没有生产工艺要求，且斜杆与水平面的夹角在35º~55º的情况下，多选用十字交叉形；如遇跨度与高度相差较大时，就可选用人字形及K形或八字形；当跨度不大，柱边又必须布置设备时，可选用Y形，当跨度较大，而Y形在刚度上又无法满足要求时，就必须选用L形；刚架形下柱支撑一般仅在特殊情况下采用；当下柱较高时，还可采用多种形式的组合。十字交叉形支撑由于构造简单、传力直接、用料节省，所以使用最为普遍。图2上段柱支撑形式图3下段柱支撑形式2.3支撑杆件长细比的重要性根据我国对部分城市震害调查统计表明，支撑的震害率与支撑杆件的长细比有着密切的关系，其统计数据如表1所示：表1震害调查统计数据柱撑位置上柱支撑下柱支撑斜杆长细比[λ]<200200~250>250<150>150破坏（压曲）率_39%50%29%50%此外，调查还发现