抗风柱设计和支撑设计

一、 抗风柱设计和支撑设计

1、抗风柱设计

跨度18米的两端山墙封闭单层厂房，檐口标高8米，每侧山墙设置两根抗风柱，形式为实腹工字钢。山墙墙面板及檩条自重为0.15kN/m 2，基本风压为0.55kN/m 2，试设计抗风柱的截面。

1）荷载计算

墙面恒载值2/15.0m kN p =;

风压高度变化系数0.1=z μ，风压体型系数9.0=s μ,风压设计值20/693.055.00.19.04.14.1m kN z s =⨯⨯⨯==ωμμω；

单根抗风柱承受的均布线荷载设计值： 恒载m kN L p q /26.11815.03

14.1314.1=⨯⨯⨯=⨯⨯⨯=； 风荷载m kN L q W /82.518693.03

14.1314.1=⨯⨯⨯=⨯⨯⨯=ω。 2） 内力分析

抗风柱分析模型

抗风柱的柱脚和柱顶分别由基础和屋面支撑提供竖向及水平支承，分析模型如上图。可得到构件的最大轴压力为12.3kN ，最大弯矩为46.6m kN ⋅。

3） 截面选择

取工字钢截面为300x200x6x8，绕强轴长细比62，绕弱轴考虑墙面檩条隅撑的支承作用，计算长度取3米，那么绕弱轴的长细比为65，满足抗风柱的控制长细比限值[]λ150的要求。

强度校核：

a a e MP MP W M A N 2152.90531209/106.464904/1230061<=⨯+=+=σ

稳定验算：

a a x by tx y MP MP W M A N 21509.93531209

97.0466000004904783.01230011<=⨯+⨯=+ϕβϕ 挠度验算：

在横向风荷载作用下，抗风柱的水平挠度为13.6mm 小于L/400(20mm)，满足挠度要求。

2、支撑设计

跨度18米的两端山墙封闭单层厂房，檐口标高8米，榀距6米，每侧边柱各设有一道柱间支撑，形式为单层X 形交叉支撑。取山墙面的基本风压0.55，试设计支撑形式及截面。

对于单层无吊车普通厂房，支撑采用张紧的圆钢截面，预张力控制在杆件拉力设计值的10%左右。

1）荷载计算

风压高度变化系数0.1=z μ，风压体型系数9.0=s μ，风压设计值20/693.055.00.19.04.14.1m kN z s =⨯⨯⨯==ωμμω；

单片柱间支撑柱顶风荷载集中力：

kN S F W 95.24188693.04

141=⨯⨯⨯=⨯⨯=ω。 2） 内力分析

柱间支撑分析模型

如上图的计算模型，考虑张紧的圆钢只能受拉，故虚线部分退出计算，得到的支撑杆件拉力值kN N 5.41=；

考虑钢杆的预加张力作用，在拉杆设计中留出20%的余量，杆件拉力设计值kN N 8.492.15.41=⨯=；

3)截面选择 杆件净面积2232215

49800mm f N A ===。取20φ的圆钢，截面积为314mm 2