格构柱在钢结构厂房中的作用是什么
摘要:格构柱在钢结构厂房中的作用是什么
1.主要承载作用:承受竖向荷载、承受水平荷载
2.空间利用优势:方便设备及管线布置、便于吊车运行空间规划
提高结构整体稳定性:与支撑系统协同工作、增强抗震性能
主要承载作用
承受竖向荷载:在钢结构厂房中,格构柱承担着来自屋面系统(包括屋面板、檩条、屋架等)和吊车系统(如果有吊车的话)的竖向荷载。屋面的自重(如轻型彩钢板屋面每平方米重量相对较轻,但大面积的屋面累积重量仍较大)、雪荷载(在有雪的地区,雪堆积在屋面上产生的压力)、积灰荷载(某些工业厂房内有灰尘堆积产生的重量)等都通过屋架和檩条传递到柱子上。例如,一个大型的机械加工厂房,屋架跨度可能达到 20 - 30 米,屋架及屋面材料的重量加上可能的雪荷载等,会对柱子产生相当大的竖向压力,格构柱可以有效地承受这些压力并将其传递到基础。
承受水平荷载:能抵抗风荷载和吊车产生的水平力。风荷载是钢结构厂房柱子的重要侧向荷载之一,当风作用在厂房的墙面和屋面时,会对结构产生水平方向的推力。特别是对于高而长的厂房,风荷载的影响更为显著。格构柱通过自身的抗弯和抗剪能力,有效地抵抗风引起的水平力,保证厂房结构的侧向稳定性。如果厂房内有吊车,吊车在运行过程中会产生水平制动力,这些力也需要由柱子来承受,格构柱的合理结构形式使其能够将这些水平力传递到基础和厂房的其他抗侧力构件(如支撑系统)。
空间利用优势
方便设备及管线布置:格构柱的开放式结构为厂房内的设备和管线布置提供了便利。在工业生产过程中,厂房内通常需要布置各种工艺管道(如供水管道、排水管道、蒸汽管道等)、电气管线(如动力电缆、照明线路等)以及通风管道等。格构柱内部空间可以作为这些管线的通道,避免了在厂房地面或墙面另外设置大量的支架或桥架来支撑管线,使厂房内部空间更加整洁、有序,也减少了对生产操作空间的占用。
便于吊车运行空间规划:如果厂房内有吊车,格构柱的外形不会像实心柱那样对吊车的运行空间造成过多的阻碍。吊车的起升高度和运行范围可以根据格构柱的位置和尺寸进行合理规划,确保吊车能够在厂房内高效地吊运货物,满足生产作业的需求。
提高结构整体稳定性
与支撑系统协同工作:格构柱与厂房的支撑系统(如屋面水平支撑、柱间支撑等)相互配合,形成一个完整的空间稳定体系。柱间支撑可以将各个格构柱连接在一起,增强厂房的纵向刚度。当厂房受到水平荷载(如风荷载或吊车水平力)时,柱间支撑和格构柱共同抵抗变形,保证厂房结构在水平方向的稳定性。屋面水平支撑则可以将屋面传来的水平力传递到格构柱上,通过格构柱将力传递到基础,同时也限制了屋面结构的平面外变形,提高了整个厂房结构的空间稳定性。
增强抗震性能:在地震区,格构柱的结构形式有助于厂房的抗震。地震作用下,厂房结构会产生水平和竖向的振动。格构柱的合理力学性能使其能够在地震时有效地抵抗地震力。其多个肢件和缀材组成的结构可以通过自身的变形来消耗地震能量,并且与厂房的其他抗震构件(如抗震支撑、阻尼器等,如果有安装的话)协同工作,减少地震对厂房结构的破坏,提高厂房在地震中的安全性。