一、抗风柱设计
介绍设置在房屋结构两端山墙内,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《钢结构设计规范》和《门式刚架规范》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,按照规范相关条文进行计算分析,并满足规范规定的构造要求,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,屋面荷载由刚架及抗风柱共同承担。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。
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