柱間支撐吊車及抗風(fēng)柱

柱間支撐吊車及抗風(fēng)柱第一頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期六第一部分柱間支撐的設(shè)計一、構(gòu)造要求：1、門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)的支撐設(shè)置應(yīng)符合下列要求：1）在每個溫度區(qū)段或分期建設(shè)的區(qū)段中，應(yīng)分別設(shè)置能獨立構(gòu)成空間穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的支撐體系。2）在設(shè)置柱間支撐的開間，宜同時設(shè)置屋蓋橫向支撐，以組成幾何不變體系。2、支撐和剛性系桿的布置宜符合下列規(guī)定：1）屋蓋橫向支撐宜設(shè)在溫度區(qū)間端部的第一個或第二個開間。當端部支撐設(shè)在第二個開間時，在第一個開間的相應(yīng)位置應(yīng)設(shè)置剛性系桿。2）柱間支撐的間距應(yīng)根據(jù)房屋縱向柱距、受力情況和安裝條件確定。當無吊車時宜取30~45m；當有吊車時宜設(shè)在溫度區(qū)段中部，柱間支撐應(yīng)分層設(shè)置，吊車梁以上的上部支撐應(yīng)設(shè)置在端開間，并在中間或三分點處同時設(shè)置上、下部柱間支撐，且間距不宜大于60m。3）當建筑物寬度大于60m時，在內(nèi)柱列宜適當增加柱間支撐。4）當房屋高度相對于柱間距較大時，柱間支撐宜分層設(shè)置，并加設(shè)水平壓桿。第二頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期六5）在剛架轉(zhuǎn)折處（單跨房屋邊柱柱頂和屋脊，以及多跨房屋某些中間柱柱頂和屋脊）應(yīng)沿房屋全長設(shè)置剛性系桿。6）由支撐系桿等組成的水平桁架，其直腹桿宜按剛性系桿考慮。7）在設(shè)有帶駕駛室且起重量大于15t橋式吊車的跨間，應(yīng)在屋蓋邊緣設(shè)置縱向支撐桁架。8）門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)的支撐，可采用帶張緊裝置的十字交叉圓鋼支撐；圓鋼與構(gòu)件的夾角應(yīng)在30°~60°范圍內(nèi)，宜接近45°。9）當設(shè)有起重量不小于5t的橋式吊車時，柱間宜用型鋼支撐。在溫度區(qū)段端部吊車梁以下不宜設(shè)置柱間剛性支撐。當邊柱橋式吊車起重量大于或等于10t時，下柱支撐宜設(shè)兩片，吊車起重量較小時，下部支撐可設(shè)置單片。10）當不允許設(shè)置交叉柱間支撐時，可設(shè)置其他形式的支撐；當不允許設(shè)置任何支撐時，可設(shè)置縱向剛架3、在設(shè)有帶駕駛室且起重量大于20t橋式吊車的跨間（按《鋼規(guī)》設(shè)計），應(yīng)在屋蓋處設(shè)置縱向和橫向支撐，支撐宜采用型鋼。第三頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期六4、《門規(guī)》中的構(gòu)件長細比應(yīng)符合下列規(guī)定：第四頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期六5、《鋼規(guī)》中的構(gòu)件長細比應(yīng)符合下列規(guī)定：第五頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期六第六頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期六6、柱間支撐的形式1）柱間支撐的形式主要有下列四種：（1）十字形交叉支撐；(2)空腹式門式支撐；（3）八字形支撐；（4）人字形支撐。2）門式剛架輕型房屋，當廠房內(nèi)無吊車，且抗震烈度不大于7°時，柱間支撐截面形式可以采用圓鋼。3）階形柱的下段柱柱間支撐，一般在兩個柱肢內(nèi)成對設(shè)置，即為雙片支撐。當為等截面柱且截面高度≤600mm時，可沿柱中心線設(shè)置單片支撐，截面較大時宜設(shè)置雙片支撐。4）階形柱上柱柱間支撐在柱側(cè)向的位置，當上段柱的截面高度≤1000mm時，一般設(shè)單片支撐，并沿柱中心設(shè)置。當上段柱的截面高度大于1000mm時，或在上段柱設(shè)有人孔而縱向剛度要求較高時，則可設(shè)置雙片支撐。5）柱間支撐的截面形式，當采用單片支撐時，由于平面外的計算長度大于平面內(nèi)的計算長度，所以一般采用單個不等邊角鋼，短邊與柱相連，或采用兩個角鋼組成T形截面。第七頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期六第八頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期六7、柱間支撐內(nèi)力計算a、作用于柱間支撐的廠房縱向水平荷載（1）縱向風(fēng)荷載：由房屋兩端山墻和天窗架端壁傳來的集中風(fēng)荷載W，當房屋有伸縮縫時，則為房屋一端山墻和天窗架端壁傳來的集中風(fēng)荷載W，并應(yīng)根據(jù)山墻結(jié)構(gòu)包括抗風(fēng)柱和抗風(fēng)桁架的布置，按現(xiàn)行荷載規(guī)范的規(guī)定，分別計算作用在柱頂（屋架下弦端支座處）的風(fēng)荷載W1,作用在吊車梁頂面處的風(fēng)荷載W2。節(jié)點集中風(fēng)荷載設(shè)計值：（其中A為受荷面積，為風(fēng)荷載體型系數(shù)，為風(fēng)壓高度變化系數(shù)，為風(fēng)壓）（2）吊車的縱向水平荷載標準值Td可按下式計算:式中—在同一柱列吊車梁上由兩臺起重量最大的吊車所有剎車輪（一般每臺吊車的剎車輪數(shù)可取一側(cè)輪數(shù)的一半）的最大輪壓之和。（3）作用在房屋縱向的其他水平荷載，如固定于柱上的縱向管道設(shè)備的推力H、地震水平荷載等，應(yīng)按實際情況進行計算。對于需進行抗震計算的廠房，柱間支撐桿件的截面應(yīng)力比，不宜大于0.75。《抗規(guī)》9.2.10第九頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期六a、采用PKPM工具箱二、柱間支撐的計算第十頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期六b、采用MtsTool工具箱

1）計算軟件選用MtsTool工具箱/鋼構(gòu)件設(shè)計/支撐/柱間支撐

2）計算參數(shù)的選擇：（具體見附圖）

同一溫度區(qū)段內(nèi)的同一柱列設(shè)有的柱間支撐道數(shù)。第十一頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期六無吊車且抗震要求不高的門式剛架可以選擇柔性拉桿，有吊車情況下應(yīng)采用剛性支撐以保證結(jié)構(gòu)的整體剛度

第十二頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期六承擔(dān)風(fēng)載高度是指簡化荷載時，節(jié)點處所受的風(fēng)載高度在同一柱列吊車梁上由兩臺起重量最大的吊車所有剎車輪（一般每臺吊車的剎車輪數(shù)可取一側(cè)輪數(shù)的一半）單層廠房的阻尼比一般取0.045~0.05，門式剛架的阻尼比可取0.05。第十三頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期六第十四頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期六

支撐斜桿（拉桿）的長細比，軟件沒有計算，需自己核算。第十五頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期六第二部分吊車梁制動系統(tǒng)及支撐一、構(gòu)造要求：1、吊車梁系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)通常是由吊車梁（或吊車桁架）、制動結(jié)構(gòu)、輔助桁架（視吊車噸位、跨度大小確定）及支撐（水平支撐和垂直支撐）等構(gòu)件組成。第十六頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期六2、當?shù)踯嚵旱目缍群偷踯嚻鹬亓烤^小時，則可采用無制動結(jié)構(gòu)的吊車梁，以其自身保證吊車梁的側(cè)向穩(wěn)定性。（一般情況當?shù)踯嚻鹬亓坎淮笥?0T，且跨定不大于9米時，建議采用無制動結(jié)構(gòu)的吊車梁）3、吊車桁架一般適用于跨度L≥18m，以及起重量Q≤75t的輕、中級工作制或小噸位軟鉤重級工作制吊車結(jié)構(gòu)。支承夾鉗或剛性料耙硬鉤吊車以及類似吊車的結(jié)構(gòu)不宜采用吊車桁架。（吊車梁宜優(yōu)先采用實腹式H形吊車梁，當跨度較大時，才考慮是否采用吊車桁架或箱形吊車梁。）4、當?shù)踯嚵簽橹丶壒ぷ髦疲蛘叩踯嚵嚎缍取?2m，或吊車桁架時，宜設(shè)置制動結(jié)構(gòu)。5、當?shù)踯囪旒芎椭丶壒ぷ髦频踯嚵嚎缍鹊扔诨虼笥?2m，或輕、中級工作制吊車梁跨度等于或大于18m時，宜設(shè)置輔助桁架和下翼緣（下弦）水平支撐系統(tǒng)。當設(shè)置垂直支撐時，宜在吊車梁的1/3~1/4跨處各設(shè)一道。第十七頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期六6、按吊車負荷率與工作時間率分為輕、中、重和特重四個等級（即A1~A3、A4~A5、A6、A7和A8）。一般僅為安裝用的吊車屬輕級，對金工、焊接等冷加工生產(chǎn)使用的吊車屬于中級，而在鑄造、冶煉、水壓機鍛造等熱加工生產(chǎn)使用的吊車屬于重級，在冶金工廠中支承夾鉗、料耙等硬鉤的特殊吊車屬于特重級。7、對于硬鉤特重級吊車應(yīng)采用實腹式吊車梁，重級軟鉤吊車也宜采用實腹式吊車梁。對于重級工作制的吊車梁和吊車桁架均宜設(shè)置制動結(jié)構(gòu)。8、當跨度≥24m的大跨度吊車梁或吊車桁架，宜要求制作時按跨度1/1000起拱；一般宜采用分段制作及運輸，在工地拼裝成整根吊裝，避免高空拼接。9、制動桁架的寬度一般不宜小于其跨度的1/20。制動桁架的腹桿截面一般采用單角鋼。10、輔助桁架的幾何外形應(yīng)與吊車梁（或吊車桁架）的外形相匹配。第十八頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期六11、輔助桁架、吊車梁下翼緣的水平支撐架及垂直支撐的桿件長細比限值：桿件名稱設(shè)有重級工作制吊車時設(shè)有輕中級工作制吊車時備注拉桿壓桿拉桿壓桿輔助桁架弦桿250150300150腹桿150150吊車梁下翼緣的水平支撐架200200不宜小于L63x5垂直支撐250300第十九頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期六二、吊車梁的計算1、吊車梁或吊車桁架一般應(yīng)按兩臺最大起重量的吊車進行設(shè)計。當有可靠根據(jù)時，可按工藝提供實際排列的兩臺起重量不同的較大吊車或可能是一臺吊車進行設(shè)計。2、吊車豎向荷載標準值，應(yīng)采用吊車最大輪壓或最小輪壓。3、吊車縱向和橫向水平荷載，應(yīng)按下列規(guī)定采用：1）吊車縱向水平荷載標準值，應(yīng)按作用在一邊軌道上所有剎車輪的最大輪壓之和的10%采用；該項荷載的作用點位于剎車輪與軌道的接觸點，其方向與軌道方向一致。第二十頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期六2）吊車橫向水平荷載標準值，應(yīng)取橫行小車重量與額定起重量之和的下列百分數(shù)，并乘以重力加速度：第二十一頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期六4、作用在吊車梁或吊車桁架走道板上的活荷載，一般可取2.0kN/m2；當有積灰荷載時，按實際積灰厚度考慮，一般為0.3~1.0kN/m2。5、計算吊車梁（或吊車桁架）由于豎向荷載產(chǎn)生的彎矩和剪力時，應(yīng)考慮軌道和它的固定件、吊車制動結(jié)構(gòu)、支撐系統(tǒng)，以及吊車梁（或吊車桁架）的自重等，并近似地簡化為將求得的彎矩和剪力值乘以系數(shù)βw。

βw系數(shù)見下表：吊車梁系數(shù)吊車梁吊車桁架梁跨度（m）6121518243036βw值Q235鋼1.031.051.061.081.101.131.151.06βw值Q345鋼1.021.041.051.071.091.111.13第二十二頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期六6、計算吊車梁或吊車桁架的強度、穩(wěn)定以及連接的強度時，應(yīng)采用荷載設(shè)計值（荷載分項系數(shù)為1.4），計算疲勞和正常使用狀態(tài)的變形時，應(yīng)采用荷載標準值。;并且只有在重級工作制吊車梁和重級、中級工作制吊車桁架才進行疲勞驗算。7、當計算吊車梁及其連接的強度時，吊車豎向荷載應(yīng)乘以動力系數(shù)。對懸掛吊車（包括電動葫蘆）及工作級別A1~A5的軟鉤吊車，動力系數(shù)可取1.05；對工作級別為A6~A8的軟鉤吊車、硬鉤吊車和其他特種吊車，動力系數(shù)可取為1.1。計算疲勞和變形時，荷載不乘動力系數(shù)。8、吊車梁和吊車桁架的撓度容許值（按自重和起重量最大的一臺吊車計算）：L為吊車梁跨度1）手動吊車和單梁吊車（含懸掛吊車）L/5002）輕級工作制橋式吊車L/8003）中級工作制橋式吊車L/10004）重級工作制橋式吊車L/12005）手動或電動葫蘆的軌道梁L/400第二十三頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期六三、計算軟件的選擇及應(yīng)用：

1、計算軟件選擇：PKPM/鋼結(jié)構(gòu)/工具箱/吊車梁計算和施工圖2、計算參數(shù)的選擇：見下圖(吊車梁計算時，軟件已自行考慮了βw系數(shù)及動力系數(shù)。)對于噸位較小，吊車梁跨度較大時，吊車梁的截面主要以撓度控制時，材質(zhì)宜選Q235鋼吊車梁類型要根據(jù)吊車的噸位和跨度等情況選擇第二十四頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期六吊車數(shù)據(jù)一般需由甲方提供，或參閱由甲方指定的廠家。如果甲方暫時無法提供吊車資料，則由設(shè)計人員自行選擇。同一個廠房中，選擇的吊車廠家宜相同，并在說明中注明相關(guān)吊車數(shù)據(jù)。當單側(cè)吊車輪兩個以上時，輪距以空格或逗號分隔第二十五頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期六螺栓孔徑及孔距可以根據(jù)實際情況選用要注意上、下翼緣的寬厚比的要求，由于下翼緣受拉，軟件無下翼緣寬厚比驗算。第二十六頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期六制動桁架數(shù)據(jù)需根據(jù)實際情況輸入第二十七頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期六如果吊車系統(tǒng)中設(shè)有走道板，則吊車走道板上的活荷載及灰荷載所引起的內(nèi)力值由此處輸入；吊車梁上的吊掛等荷載引起的內(nèi)力值也由此處輸入。輕、中級工作制吊車梁一般無需疲勞驗算。第二十八頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期六主要檢查翼緣寬厚比、應(yīng)力比及撓度。第二十九頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期六四、制動結(jié)構(gòu)、輔助桁架、垂直支撐及水平支撐的計算1、制動結(jié)構(gòu)計算制動結(jié)構(gòu)需要驗算結(jié)構(gòu)的強度、穩(wěn)定及撓度，具體計算步驟見《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊（上冊）》P369。2、輔助桁架計算輔助桁架需要驗算輔助桁架各桿件的強度、穩(wěn)定及輔助桁架的豎向撓度，具體計算步驟見《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊（上冊）》P375。3、垂直支撐計算垂直交叉支撐的截面一般由拉桿長細比確定。4、水平支撐計算吊車梁下翼緣（或吊車桁架下弦桿）的水平支撐桁架一般采用單角鋼豎肢朝上放置，桿件截面按壓桿的長細比確定。第三十頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期六第三部分抗風(fēng)柱的設(shè)計

一、抗風(fēng)柱相關(guān)知識介紹1、抗風(fēng)柱：排架結(jié)構(gòu)或門式剛架結(jié)構(gòu)中支撐山墻墻板抵抗水平風(fēng)荷載作用的主要構(gòu)件。2、一般的抗風(fēng)柱承受豎向荷載產(chǎn)生的軸心力及偏心彎矩，以及水平荷載產(chǎn)生的彎矩，是壓彎或拉彎（墻架柱的懸吊部分）構(gòu)件。砌體自承重墻的抗風(fēng)柱往往只承受水平風(fēng)荷載（略去自重），實際上式一種豎放的受彎構(gòu)件。3、抗風(fēng)柱分實腹式和格構(gòu)式。當廠房較高，高度大于或等于18m時，宜用抗風(fēng)桁架。當采用抗風(fēng)桁架時，抗風(fēng)桁架占據(jù)了廠房空間，致使主廠房吊車的有效起吊范圍變窄，而且抗風(fēng)桁架安裝的精度要求很高，抗風(fēng)梁截面很大，總體而言不經(jīng)濟。山墻抗風(fēng)柱大多采用鋼柱，鋼柱與屋面結(jié)構(gòu)共同承受山墻水平風(fēng)荷載是現(xiàn)階段用得最廣泛的形式，它考慮了屋架對鋼柱的約束作用，充分利用屋架承受一部分水平風(fēng)荷載的作用。第三十一頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期六4、抗風(fēng)柱柱腳連接分為剛接和鉸接。柱腳剛接或鉸接對于抗風(fēng)柱設(shè)計影響不大，但對于基礎(chǔ)設(shè)計卻非常關(guān)鍵。柱腳鉸接時，基礎(chǔ)只承受較小的軸力與水平剪力，傳遞給基礎(chǔ)的軸力只有抗風(fēng)柱本身的重量和相鄰山墻墻板的重量。柱腳采用剛接時，傳遞給基礎(chǔ)的彎矩和軸力要大得多，偏心距非常大，增加了基礎(chǔ)邊緣的壓力，可能造成基礎(chǔ)與地基脫開，對地基要求更高，不利于基礎(chǔ)的設(shè)計?？癸L(fēng)柱比較高的時候，如果柱腳還采用鉸接模式，抗風(fēng)柱截面將很不經(jīng)濟，這時候可以做成剛接柱腳、或者設(shè)置抗風(fēng)桁架。抗風(fēng)柱與基礎(chǔ)的連接一般采用鉸接。5、抗風(fēng)柱柱頂與屋面梁連接形式分為剛接、鉸接、彈簧板連接及長圓孔螺栓連接。一般不建議抗風(fēng)柱承受屋面的豎向荷載，抗風(fēng)柱剛接或者鉸接會引起屋面梁變形不協(xié)調(diào)，通常采用彈簧板連接或長圓孔螺栓連接。（變形不協(xié)調(diào)：山墻處鋼架由于抗風(fēng)柱的存在，相對的跨度變小，而第二榀剛架相對跨度變大，受荷面積、撓度也大于山墻鋼架，變形相差較大，從而引起屋面翹曲、開裂、滲漏。）常用節(jié)點示意如下：第三十二頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期六長圓孔螺栓連接彈簧板連接第三十三頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期六彈簧板連接及長圓孔螺栓連接與柱頂鉸接對比1）、彈簧板連接及長圓孔螺栓連接，屋面荷載全部由剛架承受,抗風(fēng)柱不承受上部剛架傳遞的豎向荷載，只承受墻體和自身的重量和風(fēng)荷載。彈簧板由一塊鋼板折疊而成，豎向剛度很弱，上部屋架可以自由變形，節(jié)點不傳遞豎向力，在水平方向彈簧板有一定的剛度，能夠保證水平荷載的傳遞。彈簧板可與斜梁上翼緣連接，但可能會與檁條產(chǎn)生安裝位置上的矛盾。3）、柱頂鉸接時，山墻的水平風(fēng)荷載通過抗風(fēng)柱傳給斜梁下翼緣（檁條、剛性系桿一般與梁的上翼緣連接，下翼緣通常沒有側(cè)向支撐），斜梁會承受側(cè)向力和側(cè)向力引起的側(cè)向扭曲，而隨