手把手教你钢结构抗风柱的设计文档格式.docx
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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《钢结构设计规范》中对于钢柱的基本规定：
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，《钢结构设计规范》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
虽然规范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。
4、抗风柱整体详图
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5、受弯整体稳定性
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（5.2.M）
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丄一尊歿弯疋系数曲按下列疑定釆用I
2、受压强度稳定性
实腹式轴心受压构件的稳定性应按下式计算:
（5.1.2-1）
轴心受压构件的稳定系数（取截面购主轴稳定系数中的较小者），应根据构件的长细比、钢材屈服强度和表5.1.2・1、表5.1.2-2的截面分类按附录C采
用.
3、受压局部稳定性
5.4.I在受压构件中•翼缘板自由外伸宽度方与其厚度f之比.屁符介下列變求：
I轴心受压构件：
#W（IO+O・1A
式中A构件曲方向长细比的较大值：
当A<
30吋•取入=30;
当A>
IO0时•取A=100.
2压弯构件：
当强度和稳定计算中取乙=1・0时・”/可放宽至15/235//；
.注K紡板自山外侔霓度6的取（ft为：
对炖接构件•腋履板边枝）边螳的件•取至K绦板（肢》边缘的亜Xi.
5.4.2在工字形及H%截面的受压构件中•腹板计算髙度九与其厚度心之比•应符合下列要求：
1轴心受压构件，
-«
25+0.5A）^2（5.4.2-1）
式中入…构件两方向长细比的较大值；
30时•取入=30；
当入>
100时■取入=100。
2压弯构件；
当0冬如W1.6时：
严W（16a°
+0•办+25）、浮（5.4.22）
当l・6Va°
W2・0时：
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（48血+0・5入-26.2）（5.4.2-3）
〜7A
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manCc、、.
5・2.1弯矩作用在主平血内的拉弯构件和压弯构件•其冬度应按卜•列现定计算：
弍中人•儿与裁面换域相应的戢面勿性发展系数•应按表
5.2.I采用.
m.、m,同戲面处绕;
轴和，轴的弯矩（对工字形裁面山轴为强轴"
轴为弱轴”
W—W”——・对丄轴和，轴的净截面模斌，
人必——戲由1塑性发庚糸数9对丄字形截曲必=1・05・
/,=1.20；
对箱形fetfi.y.=/,=1.05;
对其他卅—.心也力或恤心压力
載面・可按衣5.2.）采用3人rtifH.
M-1/8a
图2悬臂梁式抗风柱力学模型
q
1/8q
图3简支梁式抗风柱力学模型
5.3.8受压构件的长细比不宜超过表5.3.8的容许值。
表5.3.8受压构件的容许长细比
顶次
构什名你
舁许长细比
柱桁駅和夭簡架屮的杆件
150
林的缀条、吊车梁或帛车引架以F的柱间文斥
9
■
支捋（吊车梁或吊乍桁架以卜的柱阀支禅陳外》
200
用以减小受压构件长细比的杆件
1单层厂房透视图
2、抗风柱剛住柱脚节点
3、抗风柱较接柱脚节点
长细比计算公式:
恂件长细比入应按照下列规定确定：
I截面为双轴对称或极对称的构件*
Aa=4M/G入y=（5.1.2"
2）
式中/“、仏——构件对主轴才和，的计算长度，
GU；
——构件截面对主轴-r和y的回转半径.
对双轴对称十字形戳面构件，入.或入y取值不得小于5.076//
（其中h/t为悬伸板件宽厚比）•
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