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6.3 立柱


6.3.1 立柱截面主要受力部位的厚度,应符合下列要求:
    1 铝型材截面开口部位的厚度不应小于3.0mm。闭口部位的厚度不应小于2.5mm;型材孔壁与螺钉之间直接采用螺纹受力连接时,其局部厚度尚不应小于螺钉的公称直径;
    2 钢型材截面主要受力部位的厚度不应小于3.0mm;
    3 对偏心受压立柱,其截面宽厚比应符合本规范第6.2.1条的相应规定。

6.3.2 立柱可采用铝合金型材或钢型材。铝合金型材的表面处理应符合本规范第3.2.2条的要求;钢型材宜采用高耐候钢,碳素钢型材应采用热浸锌或采取其他有效防腐措施。处于腐蚀严重环境下的钢型材,应预留腐蚀厚度。
6.3.3 上、下立柱之间应留有不小于15mm的缝隙,闭口型材可采用长度不小于250mm的芯柱连接,芯柱与立柱应紧密配合。芯柱与上柱或下柱之间应采用机械连接方法加以固定。开口型材上柱与下柱之间可采用等强型材机械连接。
6.3.4 多层或高层建筑中跨层通长布置立柱时,立柱与主体结构的连接支承点每层不宜少于一个;在混凝土实体墙面上,连接支承点宜加密。
    每层设两个支承点时,上支承点宜采用圆孔,下支承点宜采用长圆孔。
6.3.5 在楼层内单独布置立柱时,其上、下端均宜与主体结构铰接,宜采用上端悬挂方式;当柱支承点可能产生较大位移时,应采用与位移相适应的支承装置。
6.3.6 应根据立柱的实际支承条件,分别按单跨梁、双跨梁或多跨铰接梁计算由风荷载或地震作用产生的弯矩,并按其支承条件计算轴向力。
6.3.7 承受轴压力和弯矩作用的立柱,其承载力应符合下式要求:
 
6.3.8 承受轴压力和弯矩作用的立柱,其在弯矩作用方向的稳定性应符合下式要求:
 
 
6.3.9 承受轴压力和弯矩作用的立柱,其长细比λ不宜大于150。
6.3.10 在风荷载标准值作用下,立柱的挠度限值df,lim宜按下列规定采用:
 
6.3.11 横梁可通过角码、螺钉或螺栓与立柱连接。角码应能承受横梁的剪力,其厚度不应小于3mm;角码与立柱之间的连接螺钉或螺栓应满足抗剪和抗扭承载力要求。
6.3.12 立柱与主体结构之间每个受力连接部位的连接螺栓不应少于2个,且连接螺栓直径不宜小于10mm。
6.3.13 角码和立柱采用不同金属材料时,应采用绝缘垫片分隔或采取其他有效措施防止双金属腐蚀。
条文说明
6.3.1 立柱截面主要受力部分厚度的最小值,主要是参照现行国家标准《铝合金建筑型材》GB/T5237中关于幕墙用型材最小厚度为3mm的规定。对于闭口箱形截面,由于有较好的抵抗局部失稳的性能,可以采用较小的壁厚,因此允许采用最小壁厚为2.5mm的型材。
    钢型材的耐腐蚀性较弱,最小壁厚取为3.0mm。
    偏心受压的立柱很少,因其受力较为不利,立柱一般不设计成受压构件。当遇到立柱受压情况时.需要考虑局部稳定的要求,对截面的宽厚比加以控制,与本规范第6.2.1条的相应要求一致。
6.3.3 幕墙在平面内应有一定的活动能力,以适应主体结构的侧移。立柱每层设活动接头后,就可以使立柱有上、下活动的可能,从而使幕墙在自身平面内能有变形能力。此外,活动接头的间隙,还要满足以下的要求:
    ——立柱的温度变形;
    ——立柱安装施工的误差;
    ——主体结构承受竖向荷载后的轴向压缩变形。
    综合以上考虑,上、下柱接头空隙不宜小于15mm。
6.3.4-6.3.6 立柱自下而上是全长贯通的,每层之间通过滑动接头连接,这一接头可以承受水平剪力,但只有当芯柱的惯性矩与外柱相同或较大且插入足够深度时,才能认为是连续的,否则应按铰接考虑。
    因此大多数实际工程,应按铰接多跨梁来进行立柱的计算。现在已有专门的计算软件,它可以考虑自下而上各层的层高、支承状况和水平荷载的不同数值,计算各截面的弯矩、剪力和挠度,作为选用铝型材的设计依据,比较准确。
    对于某些幕墙承包商来说,目前设计还采用手算方式,这时可按有关结构设计手册查出弯矩和挠度系数。
    每层两个支承点时,宜按铰接多跨梁计算,求得较准确的内力和挠度。但按铰接多跨梁计算需要相应的计算机软件,所以,手算时可以近似按双跨粱考虑。
6.3.7 一般情况下,立柱不宜设计成偏心受压构件,宜按偏心受拉构件进行截面设计。因此,在连接设计时,应使柱的上端挂在主体结构上。
    本条计算公式引自现行国家标准《钢结构设计规范》GB50017。
6.3.8 考虑到在某些情况下可能有偏心受压立柱,因此本条列出偏心受压柱的稳定验算公式。本公式引自现行国家标准《钢结构设计规范》GB 50017。
    弯矩作用平面内的轴心受压稳定系数φ,钢型材按现行国家标准《钢结构设计规范》GB50017采用;铝型材的取值国内未见系统的研究报告,因此参照国外强度接近的铝型材φ值取用(表6.3)。
 表6.3  国外一些铝型材φ值
6.3.9 本条规定依据现行国家标准《钢结构设计规范》GB 50017。
6.3.10 立柱挠度控制与横梁相同,见本规范第6.2.7条说明。
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玻璃幕墙工程技术规范 JGJ102-2003
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