门式刚架抗风柱与刚架连接方式讨论

在设计门式刚架轻型钢结构建筑物时，它的端刚架山墙抗风柱连接方式通常有三种，下边我们逐一讨论：

一、抗风柱顶部连接板设长圆孔与刚架斜梁铰接

抗风柱上下端铰接，通过连接板设长圆孔，采用普通螺栓与刚架斜梁连接。抗风柱按只承受 水平风荷载作用的抗弯构件进行设计，由与之相连的墙檩提供柱子的侧向支撑。

这种型式山墙的门式刚框架被设计成能够抵抗全跨荷载， 可以直接采用中间标准跨的刚架尺寸，这样可以避免计算的工作量同时比 较容易处理纵向连接节点的构造。 详见下图1。

二、抗风柱采用弹簧板与刚架斜梁连接

抗风柱采用弹簧板与刚架斜梁连接方式，还是沿用了传统的混凝土排架结构抗风柱与屋架的连接方式 ，见下图2。

抗风柱与刚架梁之间只有水平力的传递，这种思路用在钢筋混凝土结构上是对的，因钢筋混凝土结构中的屋盖梁上、下翼缘或屋盖桁架上、下弦分别收压、拉力作用，如果抗风柱直接顶在钢筋混凝土屋盖梁或钢筋混凝土桁架下部，将使屋盖梁在此处产生反向弯矩。

此外，由于各柱基础的不均匀沉降可能改变屋盖梁的弯矩分布，使其应力变号，这对钢筋混凝土屋盖来说可能是很严重的问题，会使设计的混凝土由受压变成受拉而开裂。

但在轻钢结构中完全不用有这种担心（除非是带大吨位吊车的重型钢结构考虑不均匀基础沉降），对实腹式屋盖梁也不会构成危险，钢屋盖梁可以承受正反双向弯矩。

三、采用规范推荐的连接方式，抗风柱承担水平和竖向荷载做法。

《门式钢架轻型房屋结构技术规范》GB51022-2015第7.2.1条：抗风柱下端与基础的连接可铰接也可刚接。在屋面材料能适应较大变形时，抗风柱柱顶可采用固定连接（图7.2.1），作为屋面斜梁的中间固定铰支座。

用抗风柱直接作为屋盖梁的支撑点，连接简单方便，还可使屋盖梁内力大大减小，节省用钢量。此外这种方案极容易使抗风柱与建筑物的角部柱子处于同一轴线上，使得建筑物角部的墙梁连接非常简单方便。

屋面轻型材料对抗风柱产生的轴向力是非常小的，抗风柱主要是承担水平风荷载，风荷载有正、负两个相反方向作用，抗风柱的外翼缘得到墙梁的约束，可解决外翼缘受压时的弯扭失稳，内翼缘通过隅撑连接到墙梁上，解决了内翼缘受压时的弯扭失稳，抗风柱的柱底、柱顶弯矩为,零，可不设隅撑，隅撑着重布置在抗风柱的中部。

对于有很大吨位吊车的结构，端刚架采用抗风柱顶接刚架梁方案，可能会使柱子有较大的不均匀沉降造成较大的附加弯矩，设计人员应该考虑到。

四、总结建议

目前，我们自己在实际的门式刚架工程中，完全按照规范推荐做法来应用，也建议大家优先采用规范做法。最不推荐的是第二种弹簧片的连接方式。

题外话 ，提醒设计师在用STS计算吊车梁时，端跨吊车梁的施工图设计参数中，吊车梁端外挑尺寸程序默认是600，这个数值也是按抗风柱采用弹簧板的构造考虑的，大家注意据实修改这一数值，否则，吊车梁可能要伸到厂房外边了。