一、 核心概念与受力体系
- 柱间支撑：单层厂房结构的重要组成部分，主要用于保证厂房结构的纵向刚度和稳定，并承担纵向水平荷载。
- 计算简图简化：为简化计算，通常将柱与基础的连接以及上、下段柱的交接处均视为铰接。
- 受力体系分类：
- 压杆体系（刚性支撑）：交叉腹杆均按压杆进行设计。
- 拉杆体系（柔性支撑）：交叉腹杆按拉杆进行设计。
二、 计算荷载与传递路径
柱间支撑主要承担三种纵向水平荷载：山墙纵向风荷载、吊车纵向水平荷载以及保证柱子平面外稳定的支撑力。
纵向荷载传递路径表
| 荷载类型 | 荷载成因及特征 | 完整传递路径 |
|---|---|---|
| 1. 纵向风荷载 | 厂房两端或一端山墙受风。厂房较高时需在中部设置抗风桁架作为水平支承点。 | 山墙风荷载 $\to$ 抗风柱 $\to$ 一半直接传至基础，另一半经屋架上弦传至柱顶 $\to$ 柱顶水平系杆 $\to$ 柱间支撑。 |
| 2. 吊车纵向水平荷载 ($T$) | 吊车在启动和刹车时产生的纵向水平惯性力。 | 大车轮与轨道摩擦力 $\to$ 吊车梁 $\to$ 柱间支撑。 |
| 3. 平面外稳定支撑力 ($F_n$) | 保证排架柱平面外稳定所需的支撑力。按公式计算： $F_n = 0.4 \left(0.6 + \frac{n}{60}\right) N_i$。 | 排架柱轴力 $N_i$ $\to$ 柱身平面外屈曲趋势 $\to$ 柱间支撑。 |
三、 截面设计与计算长度确定
1. 截面计算基本原则
- 受力状态：支撑构件一律按轴心受力构件进行计算。
- 验算内容：包括强度、整体稳定和刚度。
- 设计步骤：一般首先根据长细比的构造要求（刚度条件）初选截面，随后进行强度和整体稳定验算。
2. 交叉腹杆计算长度的确定
由于交叉双杆的相互影响，其平面内外的计算长度确定方法存在显著差异：
- 平面内计算长度：直接取节点中心到交叉点间的距离（即斜杆实际几何长度的一半 $l/2$）。
- 平面外计算长度：需考虑交叉杆件的相互约束作用。在其中一根杆受压、另一根受拉时，受拉斜杆在交叉点处为受压斜杆提供平面外的侧向弹性支承刚度 $k$。
- 简化计算：受压斜杆平面外计算长度系数可通过求解含有弹性刚度 $k$ 的稳定方程确定，在工程设计中可直接查阅表确定。
💡 思考题
若交叉支撑中的受拉杆拉力 $T$ 逐渐降低至 0，受压斜杆的平面外计算长度系数会发生怎样的变化？
第三章 单层工业建筑 3.7 柱间支撑设计 （内容非AI生成 ©读行 • Readwiki™Studio 
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