单层钢结构厂房柱间支撑体系的分析冯萍（上海冶金设计研究院建筑结构室，上海，200070）摘要：根据上海某大型不锈钢工程主厂房的设计体会，同时参阅了国内外有关资料，对柱间支撑体系的设计，尤其是柱间支撑体系的设计原则、形式、刚度、强度和连接进行分析和探讨，并就支撑体系的设计要点提出了建议。关键词：柱间支撑刚度长细比：文献标识码：AnalysisofColumn-and-braceSystemofSingle-storySteelStructureBuildingFengPing(Departmentofcivilengineering,ShanghaiMetallurgicalDesignResearchInstitute,Shanghai200070,China)Abstract:Theanalyzesandstudiesthedesignofcolumn-and-bracesystemofthebuildingaccordingtodesigningthemainbuildingoftheShanghaistainlesssteelproject,especiallyaboutdesignprinciple,style,rigidity,strengthandconnectiononcolumn-and-bracesystem.Thekeypointsofthedesignsuggestiononbracingsystemarealsoproposed.Keywords:Column-and-brace;rigidity;slendernessratio1前言在单层钢结构厂房设计中，支撑体系的布置和设计是一个重要的内容。为了保证结构的空间工作，提高结构的整体刚度，承担和传递水平力（风荷载、吊车水平力、温度作用及地震作用等），防止杆件产生过大的震动，避免压杆的侧向失稳，以及保证结构安装时的稳定，应根据结构及其荷载的不同情况设置可靠的支撑系统。在建筑物每一个温度区段或分期建设的区段中，应分别设置独立的空间稳定的支撑系统。支撑刚度的大小还直接影响厂房的自振特性。地震时，支撑的强度和刚度是否满足要求，直接关系到厂房的安全。因此建造于地震区的厂房，其支撑系统需要按照抗震要求进行合理设计。上海某大型不锈钢工程主厂房为单层多跨不等高建筑，内部设有多层工作平台及各类操作室，以轴线尺寸计，新建主厂房纵向长402m，横向宽291m，在厂房中央10列轴线部位设一道纵向伸缩缝，柱距有18m及24m两种。主厂房柱网平面图及下柱柱间支撑布置图见图1。图1某大型工程柱网平面图及下柱柱间支撑布置图2柱间支撑体系的设计2.1设计原则1)明确合理、简捷地传递纵向水平作用，尽量缩短传力的途径;2)保证结构体系平面外的稳定，为结构和构件的整体稳定提供侧向支点;3)便于结构安装；4)满足必要的强度、刚度要求，具有可靠的连接。2.2支撑的形式柱间支撑的形式对整个厂房的纵向刚度，自振特性及塑性铰产生部位等有重要影响。柱间支撑由以下各部分组成：1)屋架端部高度范围内的垂直支撑和上、下系杆；2)在吊车梁或吊车桁架以上至屋架下弦间设置的上段柱支撑；3)在吊车梁或吊车桁架以下至柱脚处设置的下段柱支撑和下段柱系杆。上段柱支撑的形式一般选用十字交叉形、人字形及K形。当柱间距较大时，上段柱支撑还可采用V形及八字形，如图2所示；下段柱支撑的形式一般选用单层十字交叉形、双层十字交叉形、人字形及K形，当柱距大于和等于12m，工艺上有特殊要求时，可采用门形、L形、、刚架形、八字形及单斜杆等，如图3所示。在本大型不锈钢工程主厂房柱间支撑系统中，以上形式大多涉及，总的布置原则是在没有生产工艺要求，且斜杆与水平面的夹角在35º~55º的情况下，多选用十字交叉形；如遇跨度与高度相差较大时，就可选用人字形及K形或八字形；当跨度不大，柱边又必须布置设备时，可选用Y形，当跨度较大，而Y形在刚度上又无法满足要求时，就必须选用L形；刚架形下柱支撑一般仅在特殊情况下采用；当下柱较高时，还可采用多种形式的组合。十字交叉形支撑由于构造简单、传力直接、用料节省，所以使用最为普遍。图2上段柱支撑形式图3下段柱支撑形式2.3支撑杆件长细比的重要性根据我国对部分城市震害调查统计表明，支撑的震害率与支撑杆件的长细比有着密切的关系，其统计数据如表1所示：表1震害调查统计数据柱撑位置上柱支撑下柱支撑斜杆长细比[λ]<200200~250>250<150>150破坏（压曲）率_39%50%29%50%此外，调查还发现冶金系统的单层厂房，以往的设计虽也未曾考虑抗震，但往往因重级制吊车的要求，下柱支撑的长细比常控制在150以下，因此，冶金厂房柱间支撑的破坏率远较其他工业系统厂房的柱间支撑的破坏率为低。在本...