某厂房设置摇摆柱的相关问题和实例分析

赵 晚 亭

(北京中冶设备研究设计总院有限公司,北京　100029)



某厂房设置摇摆柱的相关问题和实例分析

赵 晚 亭

(北京中冶设备研究设计总院有限公司,北京100029)

以某公司钢结构厂房工程设计为背景，介绍了摇摆柱设计的特点，并从屋面荷载、基本风压、柱间吊挂荷载等方面，阐述了摇摆柱的设计及计算方法，旨在减小构件截面，节约用钢量。

钢结构，摇摆柱，屋面荷载，刚度

1　概述

本文通过某工程实例(由于工艺要求，需要抽柱，在吊车梁上需设一摇摆柱)，对摇摆柱的设置原则和其计算方法进行了阐述，即摇摆柱的主要作用是为了减小刚架柱间跨度，摇摆柱是按中心受压柱设计，因此可大大减小其自身用钢量，同时通过设置摇摆柱，屋面梁的计算跨度大大减小。

2　摇摆柱设计特点及设计经验

2.1摇摆柱的设计特点

摇摆柱的主要作用是为了减小刚架梁跨度，同时减小刚架柱和梁的截面尺寸。摇摆柱是按中心受压柱设计，因此可大大减小用钢量和现场工作量，摇摆柱自身的稳定性依赖刚架的抗侧移刚度，作用于摇摆柱中的内力将起促进刚架失稳的作用，但是缺点是刚架柱要分担侧向刚度来抵抗一定程度的侧移，故对刚架柱的长细比计算提出更高的要求。

在厂房设计中，摇摆柱一般用于厂房抽柱处，另外，比如多跨刚架中间的一些柱子，管道支架拐弯处的柱子也可以设置成摇摆柱。

摇摆柱有优点，同时也有一些缺点。摇摆柱设计上为上下端铰接，在设计理念上，它的设计原则是为刚架柱提供侧向刚度。因此，采用摇摆柱时，需要考虑侧向刚度的要求，刚架柱的计算长度要增大。

2.2摇摆柱的设计经验

在多跨刚架的钢结构设计中，摇摆柱不宜连续超过3根。另外，摇摆柱不宜用于支承托梁。托梁承受的竖向荷载较大，而摇摆柱的侧向刚度小，用它支承托架对结构的整体稳定性和刚度很不利。从构造上，摇摆柱上下端为了连接可靠，实际上并不是铰接，而是有相当的刚度。摇摆柱除受轴力外，还受到一定的弯应力，对这种次应力，设计时应考虑。

3　实例结构设计

某工业厂房设计中(见图1)，抽柱后柱距为27 m，Ⓒ轴做了摇摆柱，见图2，HW400×400×13×21为摇摆柱，节点设计见图3。

1)屋面荷载。

a.屋面活载：0.5 kN/m2;b.灰荷载：0.15 kN/m2。

2)基本风压：0.6 kN/m2。

4)吊车吊挂荷载：1 kN/m。

5)柱间吊挂荷载：4 kN/m。

4　结语

摇摆柱的设计可以大大减小刚架的截面尺寸。对于受工艺布置限制必须抽柱的厂房，设置摇摆柱解决了屋面梁跨度过大屋面用钢不经济问题；对于大型工业厂房设置摇摆柱，利用摇摆柱位移大能解决纵向伸缩缝问题，避免了设置双柱造成用钢量不经济。本文通过对一个带摇摆柱的门式刚架厂房进行了实例设计分析，对考虑摇摆柱影响的计算要点进行了说明，在门式刚架中设置摇摆柱可以改变荷载的传递路径，从而改变梁、柱等构件的内力分布，达到有效减小构件截面，节约用钢量的作用，为类似的工程设计提供参考依据。

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[2]童根树,胡达明,姚谏.带摆柱门式刚架的稳定性[J].建筑结构,1999(6)：3-5,21.

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[4]陈绍蕃.门式钢框架轻型化的技术措施[J].建筑结构,1998(2):30-33.

[5]CECS 102：2002，门式刚架轻型房屋钢结构技术规程[S].

Analysis of related problems and examples of swinging column in a factory

Zhao Wanting

(Beijing Metallurgical Equipment Research Design Institute Co., Ltd, Beijing 100029, China)

Taking the engineering design of steel structure workshop in a company as the background, this paper introduced the rocking column design characteristics, and from the roof load, basic wind pressure, hung load between columns and other aspects, elaborated the design and calculation method of rocking column, to reduce the component section, saved the amount of steel.

steel structure, rocking column, roof load, rigidity

1009-6825(2016)25-0045-02

2016-06-24

赵晚亭(1985- )，女，硕士,工程师

TU318

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