轻型钢结构厂房抗风柱设计问题探讨

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单层双跨钢结构厂房抗风柱和柱间支撑设计

工程概况本建筑物为生产车间，结构型式为轻型钢结构厂房。

生产车间长度108m ，柱距6m ，檐高12m ，跨度为21m+21m 两跨，屋面采用双坡形式，坡度为10%。

设计荷载及相关参数按规范选取。

现对抗风柱和柱间支撑进行设计。

1 抗风柱设计1.1荷载计算图1-1 抗风柱计算简图风荷载作用迎风面：00.8 1.0(0.55 1.1)7 3.388kN /m wk s z q B μμω==⨯⨯⨯⨯=背风面：'00.5 1.0(0.55 1.1)7 2.118kN /m wks z q B μμω==-⨯⨯⨯⨯=- 轻质墙面及柱自重 0.57 3.5kN /m q =⨯=1.2 柱截面选择柱子选用H400x300x12x14宽翼缘工字钢，钢材为Q235，其截面特性为：24343128.64cm ,31308.2cm ,1565.4cm ,15.6cm 6305.3cm ,420.4cm ,7.0cm x x x y y y A I W i I W i =======1.3 内力分析采用迎风面荷载计算(转化为设计值)22max 11 3.388 1.412.491.2kN m 881.4 3.512.460.76kN 113.388 1.412.429.41kN 22wk wk M q l N V q l ==⨯⨯⨯=⋅=⨯⨯===⨯⨯⨯=（）（）（）1.4 截面验算①构件强度验算362260.761091.210=57.69N/mm 215N/mm 12864 1.11565411.8x n x x N M A W σγ⨯⨯=+=+<⨯ ()32229.4110 6.59N/mm 125N/mm 40021412V w w V f h t τ⨯===<=-⨯⨯ 满足要求。

②稳定性验算取0.1,0.1==tx βη，0150cm y l =015021.437.0yy y l i λ=== 按b 类截面查表得：0.965y φ=2221.432351.07 1.07 1.0604400023544000235y yb f λφ=-⨯=-⨯=3612260.7610 1.091.2101.00.96512864 1.061565411.8=59.86N/mm 215N/mm tx x y b x N M A W βηφφ⨯⨯⨯+=+⨯⨯⨯<满足要求。

钢结构抗风柱的设计

钢结构抗风柱的设计一、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。

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。

轻钢建筑围护结构抗风设计的几个问题

第27卷第3期华侨大学学报(自然科学版)VOl .27NO .32006年7月JOur nal Of ~ua C i aO uni versit y (Nat ural s ci ence )Jul .2006文章编号1000-5013!2006"03-0270-03轻钢建筑围护结构抗风设计的几个问题贾勇D 彭兴黔D 许清杭(D 华侨大学土木工程学院福建泉州3620213 石狮富安钢结构公司福建泉州362700)摘要对轻钢厂房屋面檩条设计计算方法进行分析认为轻钢厂房在台风中严重破坏的主要原因是设计中重结构轻围护.其次在现行规范中低层房屋围护结构的风荷载计算不够统一以及在高风压地区的一些不合理规定也是造成钢结构事故的原因.根据轻钢结构在台风中的特性提出强风下在破坏围护结构的非重要部位形成导风巢的抗风思想.关键词围护结构冷弯薄壁型钢檩条导风巢轻钢建筑抗风设计中图分类号Tu 392.104文献标识码A 钢结构厂房采用变截面焊接~型钢作门形刚架 Z 形~C 形冷弯薄壁卷边型钢作檩条~墙梁压型钢板作屋面~墙面其质量轻~柔度大~阻尼小且跨度大~体形复杂对风荷载比较敏感不利于结构抗风.从国内外轻钢结构的风致破坏来看主要有2种情形.(1)墙面板在钉孔处被撕裂吹跑山墙抗风柱被拔起山墙倒塌甚至刚架被掀倒.(2)台风从压型钢板屋面的屋檐~屋脊~转角面掀起部分由于檩条在风吸力作用下扭屈失稳导致构件连接松动~天沟变形~伸缩缝处拉开~压型钢板屋面局部起鼓或被吹走形成抗风的薄弱环节.下面仅就对轻钢厂房在灾害中所表现的情况进行研究.l钢结构事故分析l .l 设计失误据统计钢结构中的设计不合理现象占工程事故的1/3.目前钢结构设计人员相对较少设计经验水平低虽有各种先进的设计软件但设计人员过分依赖计算机缺乏工程背景和经验.另外在追求低用钢量或低造价的市场竞争下其可靠性偏低.1.1.1实腹式檩条常规设计常规的设计误区有3个.(1)屋面板檩条等只是围护结构不需要进行强度~刚度的验算按构造配置即可.(2)以重力为代表的竖向荷载控制构件设计按构造配置后计算不图1格构式檩条剖面图利荷载组合验算檩条的挠度未符合规范要求没有考虑风荷载比较大的情况.(3)忽略了屋面板的温度膨胀导致自攻螺栓被剪断3或者是只对局部风压比较大的区域檩条截面加大而忽略了阵风对屋面板的破坏作用.屋面板被反复的风吸起又在自身的回复力作用下反弹直至破坏.1.1.2格构式檩条的设计当屋面荷载比较大或檩条的跨度大于9m 时宜选用选用格构式檩条.在此仅举一个在工程常见的问题如图1所示.一种是腹杆连在弦杆的同侧(图1a )3另一种在两侧交替布收稿日期2005-11-17作者简介贾勇(1981-) 男硕士研究生主要从事钢结构抗风和抗火的研究3通信作者:彭兴黔(1959-) 教授博士 E -m ail :p X C @h C u .edu .cn 基金项目福建省自然科学基金资助项目(E0510022)3福建省建设厅科技计划资助项目(闽建科05-22-15)置<图1b>.交替布置腹杆轴线在桁架平面外可以汇交于弦杆的轴线不对弦杆造成偏心受力似乎可取然而在与桁架平面垂直的方向上两根腹杆的竖向分力所造成的力偶却要比图1<a>大得多.受拉斜杆与受拉斜杆的竖向里相平衡设为N则<a>er=e t+e c ;<b>er=e c-e t.其中ec和et分别为拉杆和压杆轴线偏离桁架轴线的距离.因为桁架的平面外的偏心力矩只能有腹杆承担且弦杆的抗扭刚度很小所以第2种布置腹杆的弯曲应力要比第1种大得多1J.1.1.3拉条设置的注意事项<1>拉条的作用是防止檩条侧向变形和扭转并提供X轴方向的中间支点.当檩条间距大于4m时应在檩间的跨中位置设置拉条;而当檩条跨度大于6m时应在檩条跨度的三分之一处各设一道拉条.<2>文2J中删去当屋面刚度大且与檩条有可靠连接时可少设或不设檩间拉条的规定.其依据是帽形近似法是根据单独构件而非整个屋面实验结果提出的是不合适的. l.2规范欠细化现行规范<规程>对风荷载的取值都有明确的规定但不同的规范<规程>存在一定的差异计算结果相差很大给设计人员带来困惑3J.不同的规范<规程>对檩条的稳定计算也不统一在高风压地区风荷载标准值取最小时规范所提供的C型冷弯薄壁钢的截面基本不符合要求.1.2.1风荷载计算不统一1.0恒载+1.4风载<吸力>组合.文4J中w k=g Z s Z w.文5J中建议s取-2.9.文2J中wk=1.05s Z O.当6.3<A<10时Z=+1.51g A-2.9.1.2.2构件稳定的验算先明确一下压型钢板屋面有2种安装方式.<1>搭接式.用螺钉将钢板与钢板或钢板与檩条连成一个整体.<2>卡扣式.板和板~板和檩条的连接通过支架咬合在一起<防水问题难以解决在风荷载比较大的地区不可靠目前基本不采用>.<1>根据文56J的算法搭接式安装可以阻止檩条的失稳和扭转.不用验算上翼缘的稳定则=M J/W en J+M}/W en}<f.<1>第2种方式不能阻止檩条的侧向失稳与扭转应按稳定公式验算截面有=M J/b J W e J+M}/W e}<f.<2>在上式中b J=4320Ah2}W J1<2+~+><234f}>=22e a/h=4I Wh2I}+0.156I tI}<I nh>2<f.如果按上列公式算得b J 的值大于0.7应以b J的值代替b J则应按下式计算即b J=1.091-0.274/b J.当风吸力作用下实腹式檩条下翼缘受压时规范规定其稳定性可按式<1>计算.这里出现一个问题当风荷载为控制力的情况下2种安装方式的压型钢板屋面板稳定性都用式<2>计算不能体现搭接式屋面檩条受拉翼缘的约束作用.<2>根据文2J中附录E檩条在风吸力的作用下翼缘的稳定计算可得=1J <M J W e J>+M}W fl}<f.M}=M}0M}0=-g J l2}/8g J=k g}=1-0.0314R1+0.3960RR=Kl4}/T4EI fl}2算例泉州某钢结构厂房采用压型板做屋面板屋架倾斜角4.57<>檩距1.5m.厂房标高10m基本风压0.8k Pa地面粗糙度为B类设计该封闭式建筑屋面檩条.2.l常规设计荷载统计g恒=0.295k Pa屋面活荷载标准值g活=0.4k Pa.<1>1.2恒载+1.4<活载+0.9积灰+ 0.6风载>.据文2J中附录A考虑到轻型房屋钢结构的屋面风荷载作用方向与其他活荷载方向相反房屋所受的活荷载不与风荷载同时考虑不宜采用此组合方式.<2>1.2>永久荷载+1.4>m aX屋面活荷载雪荷载}5J.gk线=1.04k N m-1g线=1.37k N m-1轻刚厂房屋面坡度i<1/3.本例采用C200>70>20>2.5为屋檩中间设一根拉条.g J=0.113k N m-1g}=1.367k N m-1M J=6.15 k N m M}=0.127k N m.由式<2>知m aX=186.3TPa<205TPa U y=22.8mm<40mm<满足>. 2.2考虑风载由文4J可知wk=-3.24k Pa ;由文5J可知wk=-4.13k Pa;由文2J可知wk=1.235k Pa w k m i n=1.235k Pa g线风=-2.226k N m-1g线风>g线风荷载起控制作用.172第3期贾勇等轻钢建筑围护结构抗风设计的几个问题表2不同构造下檩条受风吸力作用的稳定计算槽钢类型搭接式<卡扣式>文6J文2JC200>70>20>2.5加1道支撑223.220326.410加2道支撑206.655282.867C220>75>20>2.0加1道支撑279.649362.583加2道支撑242.125288.884C220>75>20>2.2加1道支撑241.144312.626加2道支撑208.289266.420C220>75>20>2.5加1道支撑197.729281.876加2道支撑170.378240.0172.3稳定计算当风荷载为控制荷载时就变为只验算下翼缘的稳定问题C200>70>20>2.5不满足稳定要求.表2是加大檩条截面并增加拉条<即支撑>数量所得的计算结果.由表2可以看到在文2J中檩条的设计既保守又麻烦.例取泉州基本风压0.8k Pa檩距只取1.5m都是工程中常见的取值但规范所提供冷弯薄壁槽钢的型号中只有一个能满足.在沿海城市中基本风压大多超过0.8k Pa且在工程中檩距一般都在1.52.5m.如果檩距比较小的话将会产生头重脚轻的结构对抗风更加不利.文4J对于低层房屋的设计是不合适的而文2J在轻型钢结构某些围护结构的设计上显然没有照顾到风压比较大的沿海地区.檩条在承受屋面自重及活载的同时在一定程度上起屋架上弦的平面外支撑作用也是结构的一部分.它的受力是比较复杂的不应是简单的受弯受压门刚规程主要参考的是国外标准国内很少做相关方面的实验是否适用于中国的实际情况则有待验证.3结束语根据围护结构的验算指出我国现行规范在有关低层房屋风载体型系数取值的方面存在的不足编制适用于高风压地区的基于性能抗风设计规范有其必要性.设计时应在充分掌握设计的基本原理并在理解规范的基础上充分考虑到设计参数选取的合理性7J.在风压较高的地区可以对这种结构进行改进如在破坏围护结构的地方形成导风巢.这使结构内部形成穿堂风大大减少风力对屋盖的吸力作用但这必须保证建筑的使用功能不能削弱太多.参考文献1陈绍蕃.钢结构设计原理[M].第2版.北京:科学出版社2003.882中国工程建设标准化协会.CECs102:98门式刚架轻型房屋钢结构技术规程[s].北京:中国建筑工业出版社2002.253冯东汪一俊.檩条在风吸力作用下的设计方法[J].钢结构2004<3>:8104中华人民共和国建设部.GB5009-2001建筑结构荷载规范[s].北京:中国建筑工业出版社2002.415陈绍蕃.房屋建筑钢结构设计[M].北京:中国建筑工业出版社2003.366中华人民共和国建设部.GB50018-2002冷弯薄壁型钢结构技术规范[s].北京:中国建筑工业出版社2002.587彭兴黔.两端弹性铰支约束下压杆稳定的优化设计[J].华侨大学学报<自然科学版>200223<1>:4549S o m e Proble m s f or W i nd-res ist D es i g n of t he L i g ht-W ei g htS teel M ai ntenance S truct ureJi a YOn g D Pen g X i n gC i an D Xu O i n g han g<D COll e g e Of C i vil En g i neeri n g~ua C i aO uni versit y362021O uanZ hOu Chi naFuan Fact Or y Of s t eel s tr uct ure362700O uanZ hOu Chi na>Abstract The calcul ati On m et hOds Of p urli ne i n li g ht-Wei g ht steel str uct ure is anal y Zed.A ccOr di n g t O anal y sis results t he reasOns Of t he str uct ures da m a g ed badl y i n t yp hOOn are:<1>eXtra attenti On is f Ocused t O str uct ure desi g n but littl e at-tenti On t O m ai ntenance str uct ure<2>i n current cOdes t he val ues Of W i nd l Oad a pp l y i n g On m ai ntenance str uct ures i n l O W-st Ori ed buil di n g s are nOt i dentical and sO m e unreasOnabl e r ules f Or hi g h W i nd p ressure re g i On.A ccOr di n g t O t he p r O p ert y Of t he li g ht Wei g ht steel str uct ures i n t yp hOOn t he aer Od y na m ic i dea is p ut f Or War d under t he str On g W i nd i n Which t he nests t O lead W i nd are i ntr Oduced i n t he m ai ntenance str uct ures.K e y words m ai ntenance str uct ure cOl d-f Or m ed t hi n-Wall ed sha p ed steel p urli ne nest t O lead W i nd W i nd-resist desi g n 272华侨大学学报<自然科学版>2006年轻钢建筑围护结构抗风设计的几个问题作者：贾勇，彭兴黔，许清杭， Jia Yong， Peng Xingqian， Xu Qinghang作者单位：贾勇,彭兴黔,Jia Yong,Peng Xingqian(华侨大学土木工程学院,福建,泉州,362021)，许清杭,Xu Qinghang(石狮富安钢结构公司,福建,泉州,362700)刊名：华侨大学学报(自然科学版)英文刊名：JOURNAL OF HUAQIAO UNIVERSITY(NATURAL SCIENCE)年，卷(期)：2006,27(3)被引用次数：2次1.陈绍蕃钢结构设计原理 20032.中国工程建设标准化协会CECS 102:1998.门式刚架轻型房屋钢结构技术规程 20023.冯东;汪一俊檩条在风吸力作用下的设计方法[期刊论文]-钢结构 2004(03)4.GB 5009-2001.建筑结构荷载规范 20025.陈绍蕃房屋建筑钢结构设计 20036.GB 50018-2002.冷弯薄壁型钢结构技术规范 20027.彭兴黔两端弹性铰支约束下压杆稳定的优化设计[期刊论文]-华侨大学学报(自然科学版) 2002(01)1.彭兴黔.贾勇.PENG Xingq-ian.JIA Yong开洞位置对低层轻钢结构风荷载的影响[期刊论文]-华侨大学学报（自然科学版）2008,29(4)2.曾莹低层轻钢结构体系抗风设计方法研究[学位论文]20083.彭兴黔基于气动措施的低矮房屋抗风设计——门式刚架房屋结构的导风设计研究[学位论文]20064.刘健.LIU Jian保证台风地区轻钢结构厂房质量安全的技术措施[期刊论文]-建筑技术2009,40(12)5.王赛宁.李文波从风荷载对轻钢结构房屋的破坏看抗风设计[期刊论文]-中国建筑防水2010(7)6.陈晨.潘毅群.CHEN Chen.PAN Yi-qun无成本、低成本节能措施在商用建筑中的应用[期刊论文]-制冷空调与电力机械2006,27(1)7.刘健新.崔欣.赵国辉.李加武.LIU Jian-xin.CUI Xin.ZHAO Guo-hui.LI Jia-wu日本中跨2 800 m超大跨度悬索桥的抗风设计[期刊论文]-世界桥梁2009(3)8.刘亦文.余志祥轻型钢结构建筑漏水成因分析[期刊论文]-四川建筑科学研究2009,35(2)9.史加波.SHI Jia-bo东芝电梯(沈阳)有限公司新工场工事电梯研究塔抗风设计[期刊论文]-工程建设与设计2009(6)10.石碧青.谢壮宁.倪振华.陈德江深圳宝安体育馆屋盖风荷载特性试验研究[会议论文]-20011.彭兴黔.刘春艳.徐刚低矮建筑屋面风荷载体型系数的数值模拟[期刊论文]-华侨大学学报（自然科学版）2011(5)2.彭兴黔.贾勇开洞位置对低层轻钢结构风荷载的影响[期刊论文]-华侨大学学报（自然科学版） 2008(4)引用本文格式：贾勇.彭兴黔.许清杭.Jia Yong.Peng Xingqian.Xu Qinghang轻钢建筑围护结构抗风设计的几个问题[期刊论文]-华侨大学学报(自然科学版) 2006(3)。

钢结构建筑的抗风性能及其设计方法

钢结构建筑的抗风性能及其设计方法引言：钢结构作为一种重要的建筑结构体系，具有很高的抗风性能。

针对钢结构建筑的抗风设计，有多种方法和准则可供参考。

本文将探讨钢结构建筑的抗风性能，介绍几种常用的设计方法，并阐述其设计原理和实施步骤。

一、钢结构建筑的抗风性能分析钢结构建筑的抗风性能是指在风力作用下，结构能够保持稳定和完整的能力。

抗风性能的评价主要包括刚度、弯曲承载能力、屈曲稳定性等方面。

1. 刚度：钢结构建筑具有较高的刚度，使得其能够有效地抵抗风荷载产生的位移与变形。

刚度的大小与所选材料的弹性模量以及结构的几何形状有关。

2. 弯曲承载能力：钢结构建筑的抗弯能力较强，能够有效地抵抗风荷载带来的弯曲变形。

钢材的高强度和较大的屈服强度使钢结构能够得到充分的利用，同时也使得其具有较高的刚度。

3. 屈曲稳定性：钢结构建筑在受到较大风荷载作用时，可能会发生屈曲失稳。

因此，在设计过程中需要考虑结构的屈曲承载能力以及屈曲稳定性，采取相应的措施以增强结构的抗风性能。

二、钢结构建筑抗风性能的设计方法1. 风荷载计算：风荷载是设计抗风性能的基础。

按照相关规范计算风压和风荷载，并根据建筑的形态和高度分布进行空间分布计算。

确保在设计过程中考虑到各个方向上的风荷载。

2. 结构的抗风设计：根据风荷载计算的结果，采取相应的设计措施以提高结构的抗风能力。

通常的设计方法包括增加构件的截面尺寸、增设剪力墙或刚性梁柱节点等。

3. 结构的抗风分析：通过有限元分析等方法，对结构的抗风性能进行综合评估和验证。

通过模拟风荷载作用下的结构响应，确定结构的最不利受力状况，并检查结构各个部位的安全性能。

4. 屈曲控制：钢结构建筑在抗风设计过程中，需要避免出现屈曲失稳现象，以确保结构的整体稳定性。

在设计中考虑结构的屈曲承载能力，并采取相应的措施来控制结构的屈曲。

5. 连接节点设计：连接节点是钢结构建筑中一个重要的设计元素，对于结构的抗风性能有着重要的影响。

钢结构建筑的抗风性能分析与优化

钢结构建筑的抗风性能分析与优化随着城市化进程的加速和人们对建筑安全性的要求不断提高，抗风性能成为设计和构造钢结构建筑的重要因素之一。

本文将对钢结构建筑的抗风性能进行详细分析，并探讨如何优化结构以提高其抗风性能。

一、引言钢结构建筑在现代建筑设计中得到了广泛应用，其采用轻质材料和柔性构造使其具备了较好的抗风能力。

然而，在高风区或暴风雨等极端天气条件下，钢结构建筑仍然面临着挑战。

因此，对钢结构建筑的抗风性能进行分析和优化对于确保其结构安全至关重要。

二、抗风性能分析1. 风荷载分析在进行抗风性能分析之前，首先需要进行风荷载的计算。

国家标准和规范为抗风计算提供了指导，其中包括风速、风向、地形因素等。

这些计算结果将作为后续分析的基础。

2. 结构受力分析钢结构建筑在风荷载作用下将发生一系列的受力情况，包括弯矩、剪力和轴力等。

通过对结构的强度、刚度和稳定性进行分析，可以确定在不同风速下结构的受力状况。

3. 结构响应分析在分析结构受力情况后，需要进一步分析结构对风荷载的响应。

这包括结构的振动频率、位移和变形等。

通过有限元分析等方法，可以模拟结构在不同风速下的响应情况，并根据结果进行优化设计。

三、抗风性能优化1. 结构形式优化钢结构建筑的形式对其抗风性能有着重要影响。

通过改变结构的几何形态、刚度和连接方式等，可以提高结构的稳定性和抗风能力。

例如，采用大跨度悬臂结构、加强节点刚度等方式可以提高结构的整体稳定性。

2. 材料优化钢结构建筑采用的钢材品种和规格也会影响其抗风性能。

优选高强度、低应力和耐腐蚀性能良好的钢材，可以提高结构的强度和寿命。

此外，还可以考虑使用高弹性模量的材料，以提高结构的刚度和稳定性。

3. 连接优化结构连接在抗风性能中起着至关重要的作用。

通过优化连接节点的设计和施工，可以提高结构的整体抗风能力。

例如，采用高强度螺栓连接和焊接技术，可以增加节点的耐风能力。

四、结论抗风性能是钢结构建筑设计和构造中需要重视的一个方面。

轻钢装配式建筑施工中防风设计与施工建议

轻钢装配式建筑施工中防风设计与施工建议轻钢装配式建筑是一种高效、节能的建筑技术，越来越受到人们的关注和认可。

在施工过程中，防风设计与施工是至关重要的环节。

本文将针对轻钢装配式建筑施工中防风设计与施工的需求进行探讨。

一、设计阶段1. 风压计算：在轻钢装配式建筑的设计阶段，首先需要进行风场状况及其影响范围的调查和分析，确定最大风速以及相应的风压。

根据规范要求，计算出整个结构体系所受的正常与极端风荷载，并合理选取适应性强且经济性好的抗风措施。

2. 设计参数：根据风荷载计算结果，确定轻钢装配式建筑每个部位所需要承受的风荷载，并确定使用材料、连接方式等具体参数。

此外，还要考虑屋面系统与外墙之间密封处理以保证全楼整体性。

3. 结构优化：根据设计参数，在满足安全性和稳定性前提下，对轻钢装配式建筑结构进行优化和改进。

通过合理的结构设计，能够提高整体抗风性能，并减小建筑物所受压力，降低对主要结构部位及连接件的荷载。

二、施工阶段1. 施工准备：在施工前，应综合考虑现场环境、施工设备和材料等因素，制定详细的施工方案。

同时，还需要对相关人员进行培训和技术指导，确保他们具备相应的专业知识和操作技能，在施工过程中能够严格按照规范进行操作。

2. 施工要点：在轻钢装配式建筑的防风设计与施工中，需要注意以下要点：- 基础处理：确保基础牢固可靠，并按照设计要求进行基础预埋件安装。

预埋件安装后应采取措施做好封闭处理，以确保连接牢固并避免水分侵入。

- 吊装安装：严格按照吊装计划和方案进行作业，确保吊装过程中的平稳和安全。

- 检查验收：在每个节点完成后进行验收，并记录下来。

同时还需检查轻钢结构是否存在变形、裂缝、腐蚀等问题，并及时进行修复和处理。

- 防风连接：对轻钢装配式建筑的各个接口、连接进行防风加固，确保其抵抗风力的能力。

例如，在外墙使用密封胶条保证与结构体系之间的紧密连接。

3. 安全施工：在施工过程中，要重视安全问题，制定详细的安全计划和操作规程。

浅谈门式刚架轻钢结构抗风柱的设计

１抗风柱与屋面梁的连接形式
柱的剪力传递给基础顶面而在基础底面产生的弯矩为８
ＫＮ＊ｍ，偏心距只有０．１３ｍ。基础底面平均压力：Ｐｋ：Ｆｋ＋Ｇｋ／Ａ＜ｆａ＝１５０ｋＰａ
察，对抗风柱的设计和计算有以下几点认识：抗风柱是门式刚架轻钢结构山墙处的主要构件，其作
用是抵抗山墙的水平风荷载。抗风柱的上端与屋面梁连接，
下端设置单独的基础，抗风柱柱顶与柱脚采用什么样的连接方式，都会影响到屋面梁、抗风柱基础的受力及设计。
２抗风柱的柱脚连接形式钢柱的柱脚连接分为刚接和铰接两种形式。而对门式
分布发生变化，底部存在很大的由风荷载产生的抵抗弯矩。柱脚的弯矩传递给基础，造成基础承受很大的偏心距ｅ（ｅ＝Ｍｋ／Ｆｋ＋Ｇｋ），且为满足《建筑地基基础设计规范》（ＧＢ５０００７ — ２０１１）基础底面无零应力区的要求，基础平面尺
应力叠加对抗风柱的计算来说既增加了计算工作量，又可
能会使抗风柱截面加大。采用弹簧垫板连接。在抗风柱的顶端与屋面梁采用弹簧
础底面的力矩值；Ｗ为基础底面的抵抗矩。按照《建筑地基基础设计规范》（ＧＢ５０００７ — ２０１１），满总基

抗风柱的设计理念与建议

抗风柱的设计理念与建议摘要：抗风柱是排架结构或门式刚架结构中支撑山墙墙板抵抗水平风荷载作用的主要构件。

抗风柱的上端与刚架梁相连，下端设置单独的基础。

抗风柱的设计方法和构造措施不但影响到抗风柱本身的受力特点，而且影响到与之相连的刚架、屋面支撑和基础的设计与受力。

关键词：抗风柱，山墙，铰接，刚接。

前言：在工业厂房设计中，承担厂房山墙墙板承受的风荷载需要设置抗风柱，抗风柱是厂房支撑山墙抵抗水平风荷载作用的主要受力构件。

但是由于规范、规程在抗风柱设计方面没有明确的设计规定，因此对抗风柱的设计理念说法不一。

不同的节点做法不仅仅影响到抗风柱本身的受力，也对与之相连的屋面结构和基础影响较大。

基于上述原因，本文对抗风柱的设计方法进行探讨，论述了一些抗风柱的设计理念与建议。

一、山墙抗风的主要结构形式山墙抗风形式主要有两种；一种是采用抗风柱与抗风梁或抗风桁架的组合，另一种是抗风柱及其屋面结构的组合。

第一种结构形式在较高厂房中比较普遍，这种是把山墙柱的水平风荷载通过抗风桁架传给纵向的框架及排架，其优点是充分利用了框架及排架柱的纵向刚度，从而减小山墙柱的截面尺寸。

缺点是当采用抗风梁时，抗风梁截面很大，总体而言不经济。

当采用抗风桁架时，抗风桁架占据了厂房空间，致使主厂房吊车的有效起吊范围变窄，而且抗风桁架安装的精度要求很高。

随着社会经济的发展，钢结构越来越多地应用于各种工业与民用建筑房屋中，山墙抗风柱大多采用钢柱。

钢柱与屋面结构共同承受山墙水平风荷载是现阶段用得最广泛的形式。

它考虑了屋架对钢柱的约束作用，充分利用屋架承受一部分水平风荷载的作用。

二、抗风柱有两种布置方法1、按传统抗风柱布置。

即抗风柱柱脚与基础铰接(或刚接)，柱顶与屋架通过弹簧片连接。

按这种布置方法，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”。

2、按门式刚架轻钢结构布置。

即抗风柱柱脚与基础铰接(或刚接)，柱顶与屋架铰接。

钢结构梁柱节点设计关键问题探讨

钢结构梁柱节点设计关键问题探讨摘要：钢结构建筑设计的关键在于各种节点的设计，而各种节点中梁柱节点是钢结构最为重要的节点，梁柱节点一旦出现问题，将会对建筑产生重大影响，节点设计质量直接关系到建筑物的结构安全和稳定性，梁柱节点的设计质量显得尤为重要，本文针对钢结构建筑节点设计中的出现常见问题及优化措施进行分析和探讨。

关键词：钢结构；梁柱节点；关键问题；节点设计1引言钢结构建筑质轻、施工快捷、可重复利用、符合当前绿色建筑发展理念要求，但是钢结构建筑的节点设计若出现问题，将会严重影响着钢结构建筑的质量。

钢结构中采用的材料主要是钢，材料强度很高，能有效保证建筑物的支撑力度。

同时，钢结构建筑施工效率高、速度快，投入的成本又较低，能够有效保证企业的经济效益。

当前，我国提倡可持续发展的大背景下，钢结构建筑形式作为无可取代的中坚力量存在于建筑业中。

钢结构连接节点设计是钢结构整个设计工作中的重要环节，连接节点的设计是否安全，对保证钢结构的整体性和可靠度、对制造安装的质量和工程进度以及整个建设周期和成本都有着直接的影响。

栓焊连接试件因梁柱节点处梁端受拉翼缘发生断裂而失效；梁柱相连的受拉角钢在螺栓孔处发生断裂，其节点因梁端腹板螺栓孔发生承压破坏而失效[]；但是在设计中在节点设计方面应引起重视，应避免在后期中出现问题，设计师一定要严格按照标准要求进行设计。

2钢结构在中梁柱节点的类型特性及构造钢结构中梁柱节点的连接类别有刚节点、铰接点，半刚性连接节点。

通常情况下梁柱节点为刚节点，这种节点既可以承担剪力还能承担梁端（柱端）弯矩，通常采用螺栓连接或者焊接的方式，采用螺栓链接时螺栓数量较多，采用焊接方式时通常位满焊，此外还要求刚节点的屈服强度或力学性能不低于连接该节点构件钢材的强度；刚节点可以增加一些连接板、垫块、牛腿、构件加腋等措施，增大连接构件断面间连接面积，从构造上来满足节点设计要求，确保节点受力性能得到满足[]。

铰接点通常是只承担剪力，能不能传递弯矩的节点，有的铰接点能传递部分弯矩。

钢结构的抗风性能研究与优化设计

钢结构的抗风性能研究与优化设计钢结构作为一种重要的建筑结构形式，其抗风性能一直是工程设计中的关键问题之一。

本文将深入探讨钢结构抗风性能的研究与优化设计，旨在提供一个有效的方法，以确保钢结构在严峻的风力条件下能够保持稳定可靠。

一、引言随着城市建设的快速发展，高层建筑、桥梁和薄壁结构等越来越多地采用钢结构，而风力是这些结构面临的主要外载荷之一。

因此，钢结构的抗风性能研究和优化设计具有重要的意义。

二、钢结构受风荷载的作用机理当风从建筑物面迎风侧吹来时，风力对建筑物表面产生压力，并且侧风对建筑物的侧面也会产生负压力。

这种压力和负压力的差异会在建筑物表面形成压差，从而使得建筑物产生抗风倾覆力矩和抗风平移力。

三、钢结构抗风性能研究方法1. 实验研究通过在实验室或风工程试验场进行模型试验，可以获取钢结构在风荷载下的受力性能和变形情况。

实验研究是了解钢结构抗风性能的重要手段之一。

2. 数值模拟通过利用计算机模拟软件，可以对钢结构在风荷载下的受力特性进行模拟与分析。

数值模拟方法具有灵活性高、成本低廉等优点，能够较好地评估钢结构的抗风性能。

四、钢结构抗风优化设计方法1. 结构形式选择在进行钢结构抗风设计时，应根据具体工程情况选择合适的结构形式。

如对于高层建筑，应采用剪力墙或框架结构等抗风性能较好的结构形式。

2. 断面优化设计通过对钢结构的截面形状、尺寸和材料进行合理的组合设计，可以提高其抗风性能。

采用截面优化设计方法，可以在不增加材料量的前提下，提高钢结构的抗侧风和抗剪性能。

3. 节点优化设计钢结构节点是结构体系中连接构件的重要组成部分，其抗风性能直接影响整体结构的可靠性。

通过优化节点的设计，可以提高钢结构的整体稳定性。

五、抗风设计实例介绍以某高层钢结构建筑为例，通过对结构的抗风分析和优化设计，使建筑物能够在极端风力条件下保持安全稳定。

六、结论钢结构的抗风性能研究与优化设计是保障建筑物安全可靠的关键。

通过实验研究和数值模拟，可以更好地了解钢结构受风荷载的响应特性。

低层轻钢结构体系抗风设计方法研究3篇

低层轻钢结构体系抗风设计方法研究3篇低层轻钢结构体系抗风设计方法研究1低层轻钢结构体系抗风设计方法研究随着建筑风格的不断演变和人们对于轻便快捷建筑方式的需求，轻钢结构逐渐成为了目前建筑领域中备受瞩目的建筑材料。

低层轻钢结构体系以其优异的抗震抗风能力而被广泛应用于房屋建筑中。

虽然低层轻钢结构体系具有许多优点，但在实际应用中，如何保证其抗风性能仍然是一个难点。

因此，本文将研究低层轻钢结构体系抗风设计方法。

1. 研究背景随着气候变化的影响以及人口快速增长的趋势，城市建筑不断向高层和大跨度方向发展。

然而，在高温多风区建筑低层轻钢结构体系早已被证明是一种适合的建筑形式。

在抗震和抗风方面优异的性能，使得低层轻钢结构体系广泛应用于房屋建筑领域。

但是，随着风速的不断增加，低层轻钢结构体系会受到较大的风荷载。

因此，抗风性能成为研究这种轻钢结构体系的一个必要问题。

2. 研究内容2.1 风荷载计算方法风荷载主要由静风压力和动风阻力两部分组成。

在计算静风压力时，可以采用ASCE 7-10和EN 1991-1-4等规范中的方法。

当考虑在结构上引起动风力时，可以使用进口然后方程式、SFDL代码等常用方法来计算动风力。

2.2 设计方法在低层轻钢结构体系设计时，应在结构中设置适当的几何结构，增加整个结构的刚度和强度。

同时，在规划时，应保证建筑与周围环境的协调，考虑风景和植物种植等因素。

为了保证结构的可靠性，必须选择高质量的材料，并保证焊接，螺栓连接等建筑工艺的质量。

2.3 优化设计方法在结构优化设计时，设计师可以使用系统辨识技术和优化方法，采取适当的降低结构阻尼比和增加结构减震能力的措施。

使用结构的大变形理论和调和波方程式可以对轻钢结构体系的动力反应进行研究，并结合现场实际的振动测试数据对设计方案进行优化。

3. 结论低层轻钢结构体系应具有优质的建筑材料、妥善的建筑工艺和良好的设计方法。

在不断推进抗风能力的研究过程中，设计师必须结合实际情况进行分析和优化设计。

轻钢结构装配式建筑的抗风性能研究与优化

轻钢结构装配式建筑的抗风性能研究与优化引言：随着城市化进程的加快，人们对建筑品质和建筑性能要求也越来越高。

因此，轻钢结构装配式建筑作为一种新型的住宅建筑形式，备受关注。

其中，抗风性能是评价建筑物安全性和可靠性的重要指标之一。

本文旨在对轻钢结构装配式建筑的抗风性能进行深入研究，并提出相应优化措施。

一、轻钢结构装配式建筑的背景和现状1.1 轻钢结构装配式建筑的定义及特点轻钢结构装配式建筑是利用冷弯薄壁型钢作为主要承重材料，并通过工厂预制、现场拼装而成的一种新型住宅建筑形式。

其具有质量轻、施工快速、环保节能等突出特点。

1.2 轻钢结构装配式建筑面临的问题虽然轻钢结构装配式建筑具有多项优势，但在抗风能力方面仍然存在一定的挑战：（1）由于轻钢结构建筑的材料轻型化，刚度较差，容易受到风力影响；（2）装配式建筑在现场拼装时，接缝处存在一定的薄弱性，抗风能力相对较低。

二、轻钢结构装配式建筑抗风性能研究方法2.1 数值模拟方法数值模拟方法是研究轻钢结构装配式建筑抗风性能的主要手段之一。

通过建立有限元模型，模拟不同风速下的楼层位移、应力等参数变化情况，并进行分析和评估。

2.2 实验测量方法实验测量方法包括风洞试验和现场监测两种形式。

其中，风洞试验可以对建筑在不同风速下的局部气动特性进行详细研究；而现场监测则可以获取实际装配式建筑在大风天气中的响应数据。

三、轻钢结构装配式建筑抗风性能优化措施3.1 结构设计方面（1）加强节点设计：合理配置节点连接处的连接板和螺栓，在提高整体刚性的同时，增强连接处的抗风能力。

（2）采用风洞模拟优化设计：通过风洞试验，对轻钢结构装配式建筑不同部位的气动特性进行研究，进一步优化建筑结构的抗风性能。

3.2 施工工艺方面（1）加强焊接质量管理：提高构件焊接接头质量，确保连接稳固、紧密。

（2）规范装配工序：严格按照施工规范进行装配，保证每个组件正确安装到位。

四、轻钢结构装配式建筑抗风性能研究案例与成果4.1 工程实践案例以某地区一座轻钢结构装配式高层住宅建筑为例，通过数值模拟和实际监测手段，对其抗风性能进行评估。

钢结构建筑中的风荷载分析与抗风设计

钢结构建筑中的风荷载分析与抗风设计在钢结构建筑中，风荷载是一项重要的设计考虑因素。

钢结构建筑因其优良的抗风性能而在现代建筑领域得到广泛应用。

本文将对钢结构建筑中的风荷载分析和抗风设计进行探讨。

一、风荷载分析在进行钢结构建筑的风荷载分析时，需要考虑以下几个因素：1. 地理位置：不同地理位置的风环境差异较大，需要根据具体地理位置的风速和荷载系数进行计算。

通常使用国家相关标准或规范提供的区域风速参数进行计算。

2. 建筑形状和尺寸：建筑形状和尺寸直接影响着风的作用效果。

大面积的平面建筑受到的风力较大，而高层建筑受到的风力则更为复杂，需要考虑风的方向和速度的变化。

3. 结构类型：不同类型的钢结构建筑在风荷载下的行为也有所不同。

例如，单层或多层框架结构、刚架结构、空间网壳结构等，其受力情况和承载能力都不同，需要进行适当的分析和计算。

4. 风荷载分布：风荷载在建筑结构上的分布是不均匀的，需要进行合理的计算和分析。

一般情况下，风荷载分为正压、负压和侧向压力三个方向，不同部位承受的风荷载也不同。

二、抗风设计为了确保钢结构建筑能够安全地承受风荷载，需要进行适当的抗风设计。

以下是一些常用的抗风设计方法：1. 结构刚度设计：通过增加建筑结构的刚度，减小结构变形，从而提高其抗风能力。

可以采用加强柱、梁和竖向构件的尺寸或数量等方法来增加结构的刚度。

2. 节点连接设计：节点是钢结构建筑中各构件的连接部位，节点的设计质量直接影响到整个结构的风荷载承载力。

合理的节点连接方式可以减小盖节点的应力集中，提高节点的刚度和强度。

3. 风挡设计：通过设置适当的风挡，如窗户、门等，来减小风力对建筑表面的作用。

同时，还可以利用风挡来改变建筑的整体风力分布，降低风荷载的作用效果。

4. 使用风力减振装置：在高层建筑中，由于风荷载的作用效果较大，采用风力减振装置可以有效减小结构的动态响应和振动。

常见的风力减振装置包括风振阻尼器、质量-剪切减振器等。

钢结构建筑的抗风设计研究

钢结构建筑的抗风设计研究钢结构建筑在现代建筑设计中占据重要的地位，其承载能力和稳定性都是考虑因素之一。

而抗风设计则是保证钢结构建筑在强风环境下安全、稳定运行的关键要素之一。

本文将探讨钢结构建筑的抗风设计研究，并分析在设计过程中需要考虑的关键因素以及采取的相应措施。

1. 研究背景钢结构具有较高的抗风能力和稳定性，可以在强风环境下保持结构的完整性和安全性。

因此，钢结构建筑越来越被广泛应用于高层建筑、大跨度建筑和海洋平台等。

然而，风荷载对钢结构建筑的影响不容忽视。

为了保证建筑物的安全性和稳定性，必须进行合理的抗风设计。

2. 重要因素及措施2.1 结构布局设计在钢结构建筑的抗风设计中，结构布局的合理性是至关重要的。

首先，应选择合适的地理位置，避免暴露在强风区。

其次，应考虑建筑物的高度和形状，使其尽可能地减小风荷载的作用。

此外，还可以采用刚性连接的结构布局，提高结构的整体稳定性。

2.2 断面形状设计断面形状对钢结构建筑的抗风能力有着重要影响。

一般情况下，圆形和方形的断面形状能够提供更好的抗风性能。

此外，还可以采用空心断面和翼缘加固等手段来增加结构的刚度和抗风能力。

2.3 增加风荷载预测为了准确评估钢结构建筑在风荷载下的响应和变形情况，需要进行风荷载的合理估计。

可以通过气象站数据、数值模拟和风洞实验等方法来预测风荷载，并综合考虑不同方向和高度的风荷载作用。

2.4 结构材料选择在钢结构建筑的抗风设计中，结构材料的选择也是关键。

高强度钢材料能够提供更好的抗风性能，但同时也需要考虑材料的成本和可行性等因素。

因此，在设计过程中应综合考虑结构的抗风性能和经济性。

3. 抗风设计案例以下是一个典型的钢结构建筑抗风设计案例，仅供参考：建筑名称：XXX大厦地理位置：XXX市中心建筑高度：100米结构形式：钢框架结构设计措施：- 采用刚性连接的结构布局，提高结构的整体稳定性；- 选择圆形和方形的断面形状，增加结构的抗风能力；- 通过气象站数据、数值模拟和风洞实验等方法进行风荷载预测，并综合考虑不同方向和高度的风荷载作用；- 选择高强度钢材料，提供更好的抗风性能。

钢结构抗风柱如何计算

钢结构抗风柱如何计算
问：单层轻钢厂房跨度30米,应设几根抗风柱？
答：间距不宜超过6米。

可设4~5根。

不含两端钢架柱。

问：那抗风柱的平面外计算长度可以设为3米？我的檩条间距是1.5米，隅撑是间隔布置的。

还有就是我的支撑的长细比在PKPM中验算也过不去，我在网上查的是可以设为拉杆，但是2010版中我没找到在哪里可以设置
答：哪里的支撑？
问：柱间支撑
答：抗风柱的作用在于固定墙板，抵抗风荷载。

侧向力由钢架本身承担，不需要设置柱间支撑。

当本身长细比不满足时，可在适当位置设置刚性系杆。

钢构抗风柱计算书。

钢结构建筑的抗风设计

钢结构建筑的抗风设计随着城市化进程的加速和建筑技术的发展，钢结构建筑在现代建筑领域中扮演着日益重要的角色。

钢材的高强度、轻量化和可塑性使其成为抗风设计的理想材料。

本文将探讨钢结构建筑的抗风设计原理以及相关考虑因素，以期提供一定的参考和指导。

1. 抗风设计原理抗风设计是钢结构建筑设计中的重要环节，其目的在于确保建筑物在强风条件下的结构安全性和稳定性。

针对钢结构建筑的抗风设计，通常遵循以下原则：1.1 强度设计原则钢结构建筑的抗风设计首先需要确定风荷载，然后根据结构的强度特性进行设计。

通常采用极限状态设计法，根据结构材料的强度和屈服极限，确保结构在极端风力作用下不会发生破坏。

1.2 刚度设计原则钢结构建筑在抗风设计中要考虑其刚度，即结构的变形能力。

通过合理的刚度设计，可以减小风压对建筑物的影响，确保建筑物在强风环境中的稳定性。

1.3 稳定性设计原则钢结构建筑的抗风设计还需要考虑结构的稳定性。

根据不同的建筑形式和风压分布情况，采用适当的稳定性设计方法，例如增加抵抗倾覆和滑移的抗风稳定措施，确保结构在强风环境中不会失稳。

2. 考虑因素进行钢结构建筑抗风设计时，需要综合考虑以下因素：2.1 风荷载风荷载是抗风设计的基础，包括位置、高度、周围环境和区域气候等因素。

准确估计风荷载对结构的作用，是进行抗风设计的关键。

2.2 结构几何形状建筑物的几何形状对于抗风能力有很大影响。

设计时需要考虑建筑物的高度、跨度、层高、立面形状等因素，以提高建筑物的整体稳定性。

2.3 钢结构的强度钢结构的材料强度是进行抗风设计的重要参数。

设计时需要根据钢材的强度特性和设计要求，选择合适的钢材规格和型号，确保结构的强度满足抗风要求。

2.4 连接节点设计连接节点是钢结构中的薄弱环节，也是抗风设计中需要重点关注的部分。

合理设计和优化连接节点的布置和形式，可以提高结构的抗风性能。

3. 抗风设计措施为提高钢结构建筑的抗风能力，可采取以下设计措施：3.1 风洞试验风洞试验是评估抗风性能和优化设计的重要手段。

钢结构的抗风设计与风洞试验研究

钢结构的抗风设计与风洞试验研究钢结构在现代建筑中得到广泛应用，其特点是强度高、稳定性好和施工效率高。

然而，由于风的力量可能导致建筑物受到巨大的挑战，因此在钢结构的设计中，抗风能力是一个非常重要的考虑因素。

本文将探讨钢结构的抗风设计及通过风洞试验进行的研究。

1. 钢结构的抗风设计风是一个强大而不可忽视的自然因素。

建筑物在暴风雨和台风等极端天气条件下，可能会受到强大的侧向荷载和涡流的影响。

因此，在钢结构的设计中，必须考虑风荷载的作用，以确保建筑物的稳定性和安全性。

首先，钢结构的抗风设计需要进行风荷载的计算。

通过了解建筑物所在地的气象数据，包括风速、风向和气象条件，工程师可以确定适当的风荷载标准。

建筑物的高度和横截面形状也会对风荷载产生影响。

使用计算方法和风荷载规范，可以确定钢结构所需的抗风设计参数。

其次，根据抗风设计参数，工程师可以选择适当的钢材和结构形式。

钢材的强度和韧性是关键因素，而框架结构和空间网壳结构等形式可以增加钢结构的整体刚度和稳定性。

此外，结构的节点和连接也需要特别设计，以确保钢结构的整体刚性和承载能力。

最后，钢结构的抗风设计还需要考虑风振效应。

当风通过建筑物的结构时，会产生涡流和振动。

这种风振效应可能导致建筑物的结构疲劳和破坏。

为了减轻这种影响，可以采取措施如增加阻尼器或减震器等。

2. 风洞试验研究风洞试验是一种用来模拟实际风力环境并评估建筑物抗风能力的方法。

通过在风洞中制造风场，可以测量建筑物在不同风速下的风荷载和结构响应。

这些试验可以提供宝贵的数据和信息，以指导钢结构的抗风设计。

风洞试验的过程包括设计试验方案、搭建几何模型、设置测量点和传感器、控制风速和观测结构响应等。

通过改变试验参数，如风速、风向和建筑物的角度，可以评估不同情况下的抗风性能。

同时，可以使用数值模拟技术对试验结果进行分析和验证。

风洞试验研究可以帮助工程师改善和优化钢结构的抗风设计。

它可以揭示结构在风荷载作用下的破坏机理，并验证设计参数的有效性。

轻型钢结构厂房抗风柱设计问题探讨

轻型钢结构厂房抗风柱设计问题探讨摘要：抗风柱是单层工业厂房不可缺少的重要组成构件。

抗风柱设计是结构工程师们设计过程中经常遇到的问题，本文从轻型钢结构厂房抗风柱概念、作用、受力特点、构件设计等角度指出抗风柱设计的原则，以及在结构设计中存在的问题，并提出了可供参考的防范措施。

关键词：抗风柱；结构设计；措施Abstract: The wind resistant pillar is monolayer industry workshop indispensable important component. Wind column design is the structural engineers in the design process often encountered problems, this article from the light steel structure factory building wind column concept, role, stress characteristic, component design and point out the anti-wind column design principles, as well as the problems existing in the structure design, and puts forward the preventive measures for reference.Key words: wind column; structural design; measures一、抗风柱的作用及概念设计门式刚架轻钢结构单层工业厂房在设计施工方面，具有结构简单、结构抗震性能好、适用跨度大，且运输、安装方便，在单层工业建筑中得到广泛使用，业主单位普遍认同。

作为门式轻钢结构单层工业厂房，抗风柱是其重要组成构件。

轻钢建筑围护结构抗风设计的几个问题

!第!"卷!第#期华侨大学学报!自然科学版"$%&’!"!(%’#!!!))*年"月+%,-./&%01,/23/%4.356-7389!(/8,-/&:;36.;6"+,&’!))*!!文章编号!<)))=>)<#!!))*")#=)!")=)#轻钢建筑围护结构抗风设计的几个问题贾!勇/!彭兴黔/!许清杭0!/华侨大学土木工程学院#福建泉州#*!)!<$0石狮富安钢结构公司#福建泉州#*!"))"摘要!对轻钢厂房屋面檩条设计计算方法进行分析#认为轻钢厂房在台风中严重破坏的主要原因是设计中重结构轻围护’其次#在现行规范中#低层房屋围护结构的风荷载计算不够统一#以及在高风压地区的一些不合理规定#也是造成钢结构事故的原因’根据轻钢结构在台风中的特性#提出强风下在破坏围护结构的非重要部位形成导风巢的抗风思想’关键词!围护结构#冷弯薄壁型钢#檩条#导风巢#轻钢建筑#抗风设计中图分类号!?4#J !’<)E 文献标识码!C钢结构厂房采用变截面焊接1型钢作门形刚架#e 形%Z 形冷弯薄壁卷边型钢作檩条%墙梁#压型钢板作屋面%墙面#其质量轻%柔度大%阻尼小#且跨度大%体形复杂#对风荷载比较敏感#不利于结构抗风’从国内外轻钢结构的风致破坏来看#主要有!种情形’!<"墙面板在钉孔处被撕裂吹跑#山墙抗风柱被拔起#山墙倒塌#甚至刚架被掀倒’!!"台风从压型钢板屋面的屋檐%屋脊%转角面掀起#部分由于檩条在风吸力作用下扭屈失稳#导致构件连接松动%天沟变形%伸缩缝处拉开%压型钢板屋面局部起鼓或被吹走#形成抗风的薄弱环节’下面仅就对轻钢厂房在灾害中所表现的情况进行研究’!!钢结构事故分析!’!!设计失误据统计#钢结构中的设计不合理现象占工程事故的<&#’目前#钢结构设计人员相对较少#设计经验水平低#虽有各种先进的设计软件#但设计人员过分依赖计算机#缺乏工程背景和经验’另外#在追求低用钢量或低造价的市场竞争下#其可靠性偏低’<’<’<!实腹式檩条常规设计!常规的设计误区有#个’!<"屋面板檩条等只是围护结构#不需要进行强度%刚度的验算#按构造配置即可’!!"以重力为代表的竖向荷载控制构件设计#按构造配置后计算不图<!格构式檩条剖面图利荷载组合#验算檩条的挠度未符合规范要求#没有考虑风荷载比较大的情况’!#"忽略了屋面板的温度膨胀#导致自攻螺栓被剪断$或者是只对局部风压比较大的区域檩条截面加大#而忽略了阵风对屋面板的破坏作用’屋面板被反复的风吸起#又在自身的回复力作用下反弹#直至破坏’<’<’!!格构式檩条的设计!当屋面荷载比较大或檩条的跨度大于JL 时#宜选用选用格构式檩条’在此仅举一个在工程常见的问题#如图<所示’一种是腹杆连在弦杆的同侧!图</"$另一种在两侧交替布!收稿日期!!))>=<<=<"!作者简介!贾!勇!<J F <="#男#硕士研究生#主要从事钢结构抗风和抗火的研究$通信作者’彭兴黔!<J >J ="#教授#博士#K =L /3&’P O 2"M 2,’6H ,’;.!基金项目!福建省自然科学基金资助项目!K )><))!!"$福建省建设厅科技计划资助项目!闽建科)>=!!=<>"万方数据置!图<I "’交替布置腹杆轴线在桁架平面外可以汇交于弦杆的轴线#不对弦杆造成偏心受力似乎可取#然而在与桁架平面垂直的方向上#两根腹杆的竖向分力所造成的力偶却要比图<!/"大得多’受拉斜杆与受拉斜杆的竖向里相平衡#设为/#则!/"--G -8B -;$!I "--G -;X -8D 其中#-;和-8分别为拉杆和压杆轴线偏离桁架轴线的距离)因为桁架的平面外的偏心力矩只能有腹杆承担#且弦杆的抗扭刚度很小#所以第!种布置腹杆的弯曲应力要比第<种大得多%<&)<)<)#!拉条设置的注意事项!!<"拉条的作用是防止檩条侧向变形和扭转#并提供U 轴方向的中间支点)当檩条间距大于E L 时#应在檩间的跨中位置设置拉条$而当檩条跨度大于*L 时#应在檩条跨度的三分之一处各设一道拉条)!!"文%!&中删去’当屋面刚度大且与檩条有可靠连接时可少设或不设檩间拉条(的规定)其依据是帽形近似法#是根据单独构件而非整个屋面实验结果提出的#是不合适的)!)"!规范欠细化现行规范!规程"对风荷载的取值都有明确的规定#但不同的规范!规程"存在一定的差异#计算结果相差很大#给设计人员带来困惑%#&)不同的规范!规程"对檩条的稳定计算也不统一#在高风压地区风荷载标准值取最小时#规范所提供的Z 型冷弯薄壁钢的截面基本不符合要求)<)!)<!风荷载计算不统一!<))恒载B <)E 风载!吸力"组合)文%E &中’R G /N Q +7+Q ’)文%>&中建议+7取X !)J )文%!&中’R G <))>+7+Q ’%)当*)#"5"<)时#+Q GB <)><B 5X !)J )<)!)!!构件稳定的验算!先明确一下压型钢板屋面#有!种安装方式)!<"搭接式)用螺钉将钢板与钢板或钢板与檩条连成一个整体)!!"卡扣式)板和板)板和檩条的连接通过支架咬合在一起!防水问题难以解决#在风荷载比较大的地区不可靠#目前基本不采用")!<"根据文%>#*&的算法#搭接式安装可以阻止檩条的失稳和扭转)不用验算上翼缘的稳定#则#$W &*P 6.&1W =*P 6.=$>)!<"第!种方式不能阻止檩条的侧向失稳与扭转#应按稳定公式验算截面#有#$W &*$I &P 6&1W =*P 6=$>)!!"在上式中#$I &G E#!)5,1!=P &.<!3!B 9.B 3"!!#E >="#3G !.!-/*,#.G E !U ,!!=B ))<>*!8!=!!.,"!$>)如果按上列公式算得$I &的值大于))"#应以$F I &的值代替$I &#则应按下式计算#即$F I &G <))J <X ))!"E *$I &)当风吸力作用下实腹式檩条下翼缘受压时#规范规定其稳定性可按式!<"计算)这里出现一个问题#当风荷载为控制力的情况下#!种安装方式的压型钢板屋面板稳定性都用式!!"计算#不能体现搭接式屋面檩条受拉翼缘的约束作用)!!"根据文%!&中附录K 檩条在风吸力的作用下翼缘的稳定计算#可得#G <&!W &P 6&"B W F =P 0&=$>)W F =G 3W F =)#W F =)GX @F &H !=*F #@F &G ?@=#3G <X )))#<E S <B ))#J *)S #S G V H E =*#E 6!0&="!算例泉州某钢结构厂房#采用压型板做屋面板#屋架倾斜角E ’>"!l "#檩距<’>L’厂房标高<)L #基本风压)’FR ]/#地面粗糙度为@类#设计该封闭式建筑屋面檩条’"’!!常规设计荷载统计@恒G )’!J >R ]/#屋面活荷载标准值@活G )’ER ]/’!<"<’!恒载B <’E !活载B )’J 积灰B)’*风载"D 据文%!&中附录C #考虑到轻型房屋钢结构的屋面风荷载作用方向与其他活荷载方向相反#房屋所受的活荷载不与风荷载同时考虑#不宜采用此组合方式’!!"<’!i 永久荷载B <’E iL /O +屋面活荷载#雪荷载,%>&’@R线G <’)ER (-L X <#@线G <’#"R (-L X <#轻刚厂房屋面坡度C "<*#’本例采用Z !))i ")i !)i !’>为屋檩#中间设一根拉条’@&G )’<<#R (-L X <#@=G<’#*"R (-L X <#W &G *’<>R (-L #W =G )’<!"R (-L’由式!!"知##L /O G <F *’#?]/"!)>?]/#+9G!!’FL L $E )L L !满足"D "’"!考虑风载由文%E &可知#’R GX #’!ER ]/$由文%>&可知’R GX E ’<#R ]/$由文%!&可知’R G <’!#>R ]/#’R #L 3.G <’!#>R ]/#@线风GX !’!!*R (-L X <#@线风:@线#风荷载起控制作用’<"!第#期贾!勇#等.轻钢建筑围护结构抗风设计的几个问题万方数据表!!不同构造下檩条受风吸力作用的稳定计算槽钢类型搭接式!卡扣式"文#*$文#!$Z !))i ")i !)i !’>加<道支撑!!#’!!)#!*’E <)加!道支撑!)*’*>>!F !’F *"Z !!)i ">i !)i !’)加<道支撑!"J ’*E J#*!’>F #加!道支撑!E !’<!>!F F ’F F E Z !!)i ">i !)i !’!加<道支撑!E <’<E E#<!’*!*加!道支撑!)F ’!F J!**’E !)Z !!)i ">i !)i !’>加<道支撑<J "’"!J!F <’F "*加!道支撑<")’#"F !E )’)<""’#!稳定计算当风荷载为控制荷载时%就变为只验算下翼缘的稳定问题%Z !))i ")i !)i !’>不满足稳定要求’表!是加大檩条截面并增加拉条!即支撑"数量所得的计算结果’由表!可以看到%在文#!$中%檩条的设计既保守又麻烦’例取泉州基本风压)’FR ]/%檩距只取<’>L %都是工程中常见的取值%但规范所提供冷弯薄壁槽钢的型号中%只有一个能满足’在沿海城市中基本风压大多超过)’FR ]/%且在工程中檩距一般都在<’>!!’>L D 如果檩距比较小的话%将会产生头重脚轻的结构%对抗风更加不利’文#E $对于低层房屋的设计是不合适的%而文#!$在轻型钢结构某些围护结构的设计上%显然没有照顾到风压比较大的沿海地区’檩条在承受屋面自重及活载的同时%在一定程度上起屋架上弦的平面外支撑作用%也是结构的一部分’它的受力是比较复杂的%不应是简单的受弯受压&门刚规程主要参考的是国外标准%国内很少做相关方面的实验%是否适用于中国的实际情况则有待验证’#!结束语根据围护结构的验算%指出我国现行规范在有关低层房屋风载体型系数取值的方面存在的不足%编制适用于高风压地区的基于性能抗风设计规范有其必要性’设计时%应在充分掌握设计的基本原理%并在理解规范的基础上充分考虑到设计参数选取的合理性#"$’在风压较高的地区%可以对这种结构进行改进%如在破坏围护结构的地方形成导风巢’这使结构内部形成穿堂风%大大减少风力对屋盖的吸力作用%但这必须保证建筑的使用功能不能削弱太多’参!!考!!文!!献<!陈绍蕃’钢结构设计原理’_(’第!版’北京)科学出版社%!))#’F F!!中国工程建设标准化协会’Z K Z :<)!)J F 门式刚架轻型房屋钢结构技术规程’:(’北京)中国建筑工业出版社%!))!’!>#!冯!东%汪一俊’檩条在风吸力作用下的设计方法’+(’钢结构%!))E %!#")F !<)E !中华人民共和国建设部’S @>))J X !))<建筑结构荷载规范’:(’北京)中国建筑工业出版社%!))!’E <>!陈绍蕃’房屋建筑钢结构设计’_(’北京)中国建筑工业出版社%!))#’#**!中华人民共和国建设部’S @>))<F X !))!冷弯薄壁型钢结构技术规范’:(’北京)中国建筑工业出版社%!))!’>F"!彭兴黔’两端弹性铰支约束下压杆稳定的优化设计’+(’华侨大学学报!自然科学版"%!))!%!#!<")E >!E JE *9&8,*./&9-A *,U (+1D %&-(-4H &-(:+*A 4@&N (:@4D U &(:@4E 4&&/B 6(+4&+6+3&E 4,2342,&+3/c %.N /!]6.N h 3.N 23/./!h ,f 3.N M /.N0!/Z %&&6N 6%0Z 353&K .N 3.66-3.N %1,/23/%4.356-7389%#*!)!<%f ,/.Q M %,%Z M 3./&0a ,/.a /;8%-9%0:866&:8-,;8,-6%#*!"))%f ,/.Q M %,%Z M 3./"=.-4,634!?M 6;/&;,&/83%.L 68M %H 7%0P ,-&3.63.&3N M 8=U 63N M 87866&78-,;8,-637/./&9Q 6H ’C ;;%-H 3.N 8%/./&9737-67,&87%8M 6-6/7%.7%08M 678-,;8,-67H /L /N 6H I /H &93.89P M %%./-6)!<"6O 8-//886.83%.370%;,76H 8%78-,;8,-6H 673N.%I ,8&388&6/8=86.83%.8%L /3.86./.;678-,;8,-6&!!"3.;,--6.8;%H 67%8M 65/&,67%0U 3.H &%/H /P P &93.N %.L /3.86./.;678-,;8,-673.&%U =78%-36HI ,3&H 3.N 7/-6.%83H 6.83;/&%/.H 7%L 6,.-6/7%./I &6-,&670%-M 3N MU 3.H P -677,-6-6N 3%.’C ;;%-H 3.N 8%8M 6P -%P 6-89%08M 6&3N M 8U 63N M 87866&78-,;8,-673.89P M %%.%8M 6/6-%H 9./L 3;3H 6/37P ,80%-U /-H,.H 6-8M 678-%.N U3.H %3.U M 3;M 8M 6.67878%&6/HU 3.H/-63.8-%H ,;6H 3.8M 6L /3.86./.;678-,;8,-67’>&7)*,1-!L /3.86./.;678-,;8,-6%;%&H =0%-L 6H 8M 3.=U /&&6H 7M /P 6H 7866&%P ,-&3.6%.6788%&6/HU 3.H %U 3.H =-67378H 673N .!"!华侨大学学报!自然科学版"!))*年万方数据轻钢建筑围护结构抗风设计的几个问题作者：贾勇，彭兴黔，许清杭， Jia Yong， Peng Xingqian， Xu Qinghang作者单位：贾勇,彭兴黔,Jia Yong,Peng Xingqian(华侨大学土木工程学院,福建,泉州,362021)，许清杭,Xu Qinghang(石狮富安钢结构公司,福建,泉州,362700)刊名：华侨大学学报(自然科学版)英文刊名：JOURNAL OF HUAQIAO UNIVERSITY(NATURAL SCIENCE)年，卷(期)：2006，27(3)被引用次数：1次1.彭兴黔两端弹性铰支约束下压杆稳定的优化设计[期刊论文]-华侨大学学报(自然科学版) 2002(01)2.GB 50018-2002.冷弯薄壁型钢结构技术规范 20023.陈绍蕃房屋建筑钢结构设计 20034.GB 5009-2001.建筑结构荷载规范 20025.冯东;汪一俊檩条在风吸力作用下的设计方法[期刊论文]-钢结构 2004(03)6.中国工程建设标准化协会CECS 102:1998.门式刚架轻型房屋钢结构技术规程 20027.陈绍蕃钢结构设计原理 20031.学位论文张圣华连续Z形檩条受力性能研究2001冷弯薄壁型钢檩条已经广泛应用于各种轻钢建筑围护结构中，目前檩条的常见截面形式为C、Z形，由于连续檩条的承载力，刚度等都优于简支檩条，因而连续檩条应用也越来越多。