某廠房設(shè)置搖擺柱的相關(guān)問題和實例分析

趙 晚 亭

(北京中冶設(shè)備研究設(shè)計總院有限公司,北京　100029)

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某廠房設(shè)置搖擺柱的相關(guān)問題和實例分析

趙 晚 亭

(北京中冶設(shè)備研究設(shè)計總院有限公司,北京100029)

以某公司鋼結(jié)構(gòu)廠房工程設(shè)計為背景，介紹了搖擺柱設(shè)計的特點(diǎn)，并從屋面荷載、基本風(fēng)壓、柱間吊掛荷載等方面，闡述了搖擺柱的設(shè)計及計算方法，旨在減小構(gòu)件截面，節(jié)約用鋼量。

鋼結(jié)構(gòu)，搖擺柱，屋面荷載，剛度

1　概述

本文通過某工程實例(由于工藝要求，需要抽柱，在吊車梁上需設(shè)一搖擺柱)，對搖擺柱的設(shè)置原則和其計算方法進(jìn)行了闡述，即搖擺柱的主要作用是為了減小剛架柱間跨度，搖擺柱是按中心受壓柱設(shè)計，因此可大大減小其自身用鋼量，同時通過設(shè)置搖擺柱，屋面梁的計算跨度大大減小。

2　搖擺柱設(shè)計特點(diǎn)及設(shè)計經(jīng)驗

2.1搖擺柱的設(shè)計特點(diǎn)

搖擺柱的主要作用是為了減小剛架梁跨度，同時減小剛架柱和梁的截面尺寸。搖擺柱是按中心受壓柱設(shè)計，因此可大大減小用鋼量和現(xiàn)場工作量，搖擺柱自身的穩(wěn)定性依賴剛架的抗側(cè)移剛度，作用于搖擺柱中的內(nèi)力將起促進(jìn)剛架失穩(wěn)的作用，但是缺點(diǎn)是剛架柱要分擔(dān)側(cè)向剛度來抵抗一定程度的側(cè)移，故對剛架柱的長細(xì)比計算提出更高的要求。

在廠房設(shè)計中，搖擺柱一般用于廠房抽柱處，另外，比如多跨剛架中間的一些柱子，管道支架拐彎處的柱子也可以設(shè)置成搖擺柱。

搖擺柱有優(yōu)點(diǎn)，同時也有一些缺點(diǎn)。搖擺柱設(shè)計上為上下端鉸接，在設(shè)計理念上，它的設(shè)計原則是為剛架柱提供側(cè)向剛度。因此，采用搖擺柱時，需要考慮側(cè)向剛度的要求，剛架柱的計算長度要增大。

2.2搖擺柱的設(shè)計經(jīng)驗

在多跨剛架的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中，搖擺柱不宜連續(xù)超過3根。另外，搖擺柱不宜用于支承托梁。托梁承受的豎向荷載較大，而搖擺柱的側(cè)向剛度小，用它支承托架對結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性和剛度很不利。從構(gòu)造上，搖擺柱上下端為了連接可靠，實際上并不是鉸接，而是有相當(dāng)?shù)膭偠取u擺柱除受軸力外，還受到一定的彎應(yīng)力，對這種次應(yīng)力，設(shè)計時應(yīng)考慮。

3　實例結(jié)構(gòu)設(shè)計

某工業(yè)廠房設(shè)計中(見圖1)，抽柱后柱距為27 m，?軸做了搖擺柱，見圖2，HW400×400×13×21為搖擺柱，節(jié)點(diǎn)設(shè)計見圖3。

1)屋面荷載。

a.屋面活載：0.5 kN/m2;b.灰荷載：0.15 kN/m2。

2)基本風(fēng)壓：0.6 kN/m2。

4)吊車吊掛荷載：1 kN/m。

5)柱間吊掛荷載：4 kN/m。

4　結(jié)語

搖擺柱的設(shè)計可以大大減小剛架的截面尺寸。對于受工藝布置限制必須抽柱的廠房，設(shè)置搖擺柱解決了屋面梁跨度過大屋面用鋼不經(jīng)濟(jì)問題；對于大型工業(yè)廠房設(shè)置搖擺柱，利用搖擺柱位移大能解決縱向伸縮縫問題，避免了設(shè)置雙柱造成用鋼量不經(jīng)濟(jì)。本文通過對一個帶搖擺柱的門式剛架廠房進(jìn)行了實例設(shè)計分析，對考慮搖擺柱影響的計算要點(diǎn)進(jìn)行了說明，在門式剛架中設(shè)置搖擺柱可以改變荷載的傳遞路徑，從而改變梁、柱等構(gòu)件的內(nèi)力分布，達(dá)到有效減小構(gòu)件截面，節(jié)約用鋼量的作用，為類似的工程設(shè)計提供參考依據(jù)。

[1]GB 50017—2003，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范[S].

[2]童根樹,胡達(dá)明,姚諫.帶擺柱門式剛架的穩(wěn)定性[J].建筑結(jié)構(gòu),1999(6)：3-5,21.

[3]韓放.帶搖擺柱的剛架邊柱穩(wěn)定性分析[J].建筑技術(shù),2010,41(9):852-853.

[4]陳紹蕃.門式鋼框架輕型化的技術(shù)措施[J].建筑結(jié)構(gòu),1998(2):30-33.

[5]CECS 102：2002，門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)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

趙晚亭(1985- )，女，碩士,工程師

TU318

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