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摘要：因钢结构自身具有高强度、高韧性、安装方便、施工简单等优点，在工业厂房领域中广泛的应用。进行平面计算时对风荷载、地震力荷载等考虑不周全的话，会对厂房的空间结构产生一定程度的影响。但是计算模型不能够对所有的结构杆件进行计算，例如柱间支撑就很难计算。因此，本文就主要针对在工业厂房的结构体系中，柱间支撑能够起到什么样的作用，另外对其特点、计算、构造设计以及实际案例等，进行了简单的介绍分析。
关键词：钢结构厂房；柱间支撑；设计分析
现如今在工业厂房、仓库以及大型跨线建筑中，钢结构的应用非常广泛。钢结构建筑等，其主要的结构形式是门式刚架，包括多种结构：柱、梁、水平支撑、柱间支撑、檩条、拉条、吊车梁、等等。在进行钢结构厂房的结构设计时，对柱、梁等结构的设计非常重视，柱间支撑可以传递水平力，例如：吊车的刹车反力、风荷载作用力、地震的水平力等等。可以提高整个结构的刚度，保障结构体系稳定，还可以降低钢柱面外应力，保障结构在进行安装时具有足够的稳定性。柱间支撑的设计环节不容忽略，这将会给整个结构体系带来严重的安全隐患。当地震发生时，柱间支撑设计的合理的话，建筑物整体刚度都会提高提升，从而在很大程度上降低了地震带来的影响。针对于钢结构厂房柱间设计的问题，结合我个人的设计经验，从柱间支撑的作用、形式、计算等方面进行叙述，希望可以为从事相关工作的人员提供一些参考价值。
1.设计柱间支撑需要注意的问题
1.1柱间支撑的设计原则
（1）对纵向水平力的传递要做到明确、合理、简捷，并且要尽可能的缩短传力的途径。（2）可以为整体的构件以及结构提供外侧支点，尽可能减少构件在平面外的计算长度。（3）支撑杆件要满足强度和刚度要求，且要保证构件的连接处可靠。（4）要便于安装施工，在安装的过程中要确保结构的稳定性。
1.2布置柱间支撑的要求
钢结构厂房内的每一个温度区段或者是，不同时间建设的区段内都要设置独立的支撑体系。通常情况下钢结构厂房内的每一个住列都要布置柱间支撑。对于厂房内没有吊车要求的轻型钢结构厂房而言，其柱间支撑的间距不得超过45m，对于有吊车要求的钢结构厂房其柱间支撑的间距不应超过60m。在每一个温度区段内设置柱间支撑时要对称，具体施工时，相关的技术人员要根据厂房的设计要求以及现场实际情况，合理的布置柱间支撑。通常情况下，在两端的第一个开间内都要设置柱间支撑，所有由于厂房日后的使用原因等，导致第一车间不能设置支撑时，可以其支撑做适当的调整，但是要设置刚性的撑杆将其荷载传递到柱间支撑。此外布置柱间支撑时要尽可能的避开钢结构厂房的大门。
1.3柱间支撑的主要形式
确定柱间支撑的形式要根据，该钢结构厂房所采用的结构类型以及相关的设计适合要求。通常，对于轻型钢结构无吊车要求厂房的柱间支撑，可以采用带张斤装置的十字交叉的圆形钢材作为柱间支撑。厂房的设计高度不大时，采用单层柱间支撑为宜，当高跨比大于50%时，采用双层的柱间支撑为宜。对于有吊车要求的厂房，其柱间支撑要采用刚性支撑：型钢交叉支撑，交叉支撑通常分两层设置，即吊车梁上支撑和吊车梁下支撑。上支撑通常是单片支撑，下支撑通常是双片支撑。对于温度断相对比较长的厂房而言，设置柱间支撑时，不宜在其温度区段的端部吊车梁下设置刚性支撑。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆对于一些由于厂房的使用要求，而不能设置交叉的柱间支撑的厂房，可以采用八字、门式形式的柱间支撑或者是纵向的钢架。
1.4支撑结构的相关计算
柱间支撑计算，在整个柱间支撑设计中是非常重要的一项工作，构件的截面的大小都是需要通过相关计算才能确定的，下面谈一谈关于支撑的具体计算步骤：（1）确定支撑所需要承受的荷载：作用在柱间支撑上的荷载，主要来自墙面传来的风荷载，吊车的刹车纵向荷载，地震作用荷载。（2）确定计算简图：关于柔性的交叉支撑计算，其交叉的圆钢承受的只有拉力，柱顶的刚性杆件承受压力，由圆钢将力传递至柱脚处。关于刚性支撑的计算，其计算方式可以分为两种：受压计算和受拉计算，当吊车需要起重的吨位很大时，要按受压构件进行计算，这样可以控制结构的相对变形量。此外，支撑和杆件与钢柱的连接处，都按照铰接的方式进行计算。（3）结构计算：通过以上两个计算步骤，所得到的荷载和计算简图，之后进行强度和稳定应力的相关计算，要确保构件的长细比以及在荷载作用下产生的变形量，都要满足相关的规范要求。计算满足要求后，再绘制相应的图纸。
2.柱间支撑设计的工程实例
2.1基本概况
该厂房为单层单跨的排架钢结构厂房，总长度为168m，跨度为54m，柱间距为12m。其抗震设防为丙类，基本风压为0.5 k N/m2，厂房所在地的地面粗糙程度为A类。厂房内安装一台双梁电动起重机，跨度为50m，吊车梁顶标高为20m。该钢结构厂房所采用的钢材为Q235钢。其柱间支撑的布置为，每柱列设置三道下支撑和五道上支撑。下支撑为双十字交叉双片支撑形式，上支撑八字形单片支撑形式。
2.2内力和荷载的计算
风压系数为1.45，该厂房屋面为双坡屋面，其迎风面为0.8，背风面为0.5，荷载的分项系数为1.4，根据以上数据可以计算出作用在屋架下弦处的风格荷载值为：478kn，关于吊车刹车产生的水平荷载，该厂房只安装一台吊车，并且一侧只有一个刹车轮，该刹车轮的最大轮压为355kn，系数取1.4，刹车的水平荷载为50kn，其纵向荷载无特殊要求时取0。关于十字交叉支撑内力计算，通常情况下按照受拉杆件计算，即只考虑一根杆件受拉，另一根杆件退出工作，就可以依次的计算出每个杆的内力值。
2.3构造设计
（1）采用双片柱间支撑结构时，其支撑之间需要有联系杆件相连，截面的尺寸由长细比确定。（2）没有特殊的工艺要求时，十字交叉支撑要设置35°~55°的倾斜角。（3）柱间支撑的节点处板的相关厚度和尺寸指标，要根据之前的强度计算值以及相关的构造要求进行确定。
3.抗震构造的处理措施
（1）当厂房内有设置吊车要求时，需要在厂房的中间部位设置上、下柱支撑，并且需要在厂房的两端增加，上段柱的柱间支撑。厂房的抗震设防烈度为7度时，则厂房的单元长度要小于120m；厂房的抗震设防烈度为7度以上时，则厂房的单元长度要小于90m。此外，在每个厂房单元的中间部位的1/3处设置，两道上下柱的柱间支撑为宜。（2）关于支撑交叉杆的长细比、斜杆的水平夹角、交叉节点处板的厚度尺寸等指标有以下的标准：长细比要根据相关的杆件的内力值进行确定；斜杆的水平夹角不应大于55°；交叉节点处的板厚度不应小于10mm。（3）要保证下段柱的支撑与柱脚连接处具有较高的质量，就需要确保其具有良好的传递地震荷载的能力，也就是将支撑与基础的底部或者是柱的底部连接在一起。当设防烈度为6到7度时，不能直接将荷载传递到基础上时，这时需要估算出支撑对基础以及柱产生的不利影响。（4）下段住的柱间支撑，要在基础的顶部设置砼拉梁将柱间支撑与砼基础连接为一个整体。
4.结语
随着经济增长，各行各业迅速崛起，对于厂房的要求也越来越多，要保证高质量的厂房是现在的首要任务，在厂房设计中柱间支撑的设计是否合理，在很大程度上决定了整个厂房的质量，支撑的破坏率与杆件的长细比存在着必然的联系，因此在进行设计时可以适当的增加支撑的截面面积，这样可以起到更好的抗震作用，此外，节点处的承载能力一定要大于杆件的承载能力。希望通过本文的阐述可以为相关的工作人员提供一些参考价值。
参考文献：
[1]郝敬儒.单层钢结构厂房柱间支撑分析.工程建设与设计.2017年：29-31
[2]闫磊.浅谈单层钢结构厂房的优化设计方案.四川水泥.2018年：101
论文作者:张才思
论文发表刊物:《建筑细部》2018年第24期
论文发表时间:2019/6/25
标签：荷载论文; 厂房论文; 吊车论文; 结构论文; 钢结构厂房论文; 构件论文; 水平论文; 《建筑细部》2018年第24期论文;