门刚中柱何时采用摇摆柱，摇摆柱有什么好处?

来源：结构张 公众号

一、摇摆柱

1.1 GB 51022-2015 门式刚架轻型房屋钢结构技术规范  

2.1.4 条文：

摇摆柱 leaning stanchion

上、下端铰接的轴心受压构件。

1.2 GB 50017-2017 钢结构设计标准  

2.1.20  条文：

摇摆柱 leaning column

设计为只承受轴向力而不考虑侧向刚度的柱子。

1.3 GB 50017-2017 钢结构设计标准  

8.3.1 条文说明：

附有摇摆柱的框(刚)架柱，其计算长度应乘以增大系数η。

多跨框架可以把一部分柱和梁组成框架体系来抵抗侧力，而把其余的柱做成两端铰接。

这些不参与承受侧力的柱称为摇摆柱，它们的截面较小，连接构造简单，从而造价较低。  

不过这种上下均为铰接的摇摆柱承受荷载的倾覆作用必然由支持它的框(刚)架来抵抗，使框(刚)架柱的计算长度增大。

公式(8.3.1-2)表达的增大系数η为近似值，与按弹性稳定导出的值接近且略偏安全。

二、门式刚架的形式

2.1 钢结构连接节点设计手册（第五版）  

门式刚架的种类很多，从外形分为单跨(图7-1a)、双跨(图 7-1b)、多跨(图 7-1c)刚架，以及带挑檐的(图7-1d)和带毗屋的(图7-1e)刚架。

在上述多跨刚架的中间柱与斜梁的连接可采用铰接(即俗称摇摆柱)。

由于生产工艺要求，也可采用连续多跨双坡刚架(图7-1f)和单坡刚架(图 7-1g)。

2.2 钢结构设计手册上册（第四版） 建工版

门式刚架的摇摆中柱及端框架的抗风柱，适宜采用铰接节点方式。

2.3 GB 51022-2015 门式刚架轻型房屋钢结构技术规范

10.2.8 条文：

屋面梁与摇摆柱连接节点应设计成铰接节点，采用端板横放的顶接连接方式(图10.2.8)。

2.4 新钢结构设计手册

在大跨建筑中增设中间柱做成一个屋脊的多跨大双坡屋面，以避免内天沟排水。

中间柱可采用钢管制作的上下铰接摇摆柱，占空间小。

本手册认为轻屋盖厂房，纵向地震作用是按重力荷载代表值分配到各柱列的，当中柱列为摇摆柱时，它虽不承受横向地震作用，但纵向地震作用仍应由柱间支撑承受 。

2.5 07SG518-4 多跨门式刚架轻型房屋钢结构

图集中门刚中柱均采用的摇摆柱。

三、门式刚架轻型房屋钢结构设计与施工疑难问题释义

   多跨门式刚架中柱采用 摇 摆柱有什么好处?

   有哪些限制条件?

   当跨度为30m或以上时，中柱采用摆柱合适吗?  

所谓“摆柱”是指摇摆柱，两端铰接，构造简单;

基本上只承受轴向力作用，受力亦简单，所需截面较小，增大了房屋使用面积;在竖向荷载作用下，柱顶处斜梁负弯矩较大，有利于减小斜梁跨中挠度，从而降低刚架用钢量，体现了钢结构的优越性。  

风荷载不很大且房屋并不特别高时，为减少刚架用钢量，多跨刚架中间柱常可采用两端均为铰接的摇摆柱(简称摆柱) ，但摆柱本身不能“自立”，将增加与斜梁刚接的柱子的负担，因此两根与梁刚接的柱之间摆柱的数量不宜超过三根，见图4.2-1。此外，为考虑摆柱两端实际上并不是绝对铰接，而有一定的嵌固弯矩，设计时宜将轴力乘以增大系数1.5以考虑弯矩产生的应力。

至于跨度不小于30m的情况，从理论上说中柱采用摆柱亦无不可，但当多跨刚架的跨度不小于30m时，其檐口高度一般不会小于10m，中柱高度至少在13m以上，为保证刚架的整体刚度，一般在多跨刚架的跨度不小于27m时，以不采用摆柱为宜。  

   可以采用摆柱支承托架或托梁吗?为什么?

如4.2节所述，摆柱本身不能“自立”，相当于一根很长的竖直摆放的连杆，不能承受水平力，其自身的稳定性依赖于柱顶的托架或托梁，当托架的下弦杆或托梁的下翼缘有垂直于托架/托梁轴线的侧向位移或沿托架/托梁轴线方向位移时，摆柱不具有约束能力，采用摆柱支承托架/托梁稳定性不好，侧向刚度不高，因此采用摆柱支承托架或托梁是不合适的。

四、建议

1 ）有吊车不建议做摇摆柱；

2 ）无吊车，高度不高且非地震、风荷载控制，可做摇摆柱。

3 ）无吊车，水平力相对较大时，不做摇摆柱。（需要对比单榀方案经济性）。

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