钢结构支撑系统基础知识

支撑系统属钢结构体系中一个次要的部分，但又是一个必不可少的部分。在门式刚架钢结构中，体系有重要的功能，主要表现在：保证总体结构和单个构件的稳定性、传递水平作用至基础和辅助安装工程等，对于平面布置复杂的结构，支撑系统还有利于结构刚度的调整，使结构受力均匀、合理，提高其整体性。

1. 支撑系统设置原则

门式刚架钢结构中，支撑系统可分为屋盖水平支撑、柱间支撑及其他辅助支撑系统。

支撑系统设置的基本原则为：

① 明确、合理简捷地传递纵向荷载，尽量缩短传力途径；

② 保证结构体系平面外的稳定，为结构和构件的整体稳定性提供侧向支撑点；

③ 方便结构的安装；

④ 满足必要的强度、刚度要求，具有可靠的连接。

在门式刚架钢结构房屋中，针对不同类别的支撑，还存在一些规定和要求。

⑴屋盖水平支撑

屋盖水平支撑和柱间支撑是一个整体，共同保持结构的稳定，并将纵向水平荷载通过屋盖水平支撑，经柱间支撑传至基础。

为保证结构山墙所受纵向荷载的传递路径简短、快捷，屋盖横向水平支撑应设置在建筑物温度区段的两端开间内，以求直接传递山墙荷载。如第一开间内不能设置时，可设置在第二开间内，但必须注意，第一开间内相应传递水平荷载的杆件应该设计成压杆。当建筑物或温度伸缩区段较长时，应增设一道或多道水平支撑，间距不得大于60m。

当结构简单、对称且各跨高度一致时，屋盖水平支撑相对简单，即在满足温度区段长度条件下，可仅在端开间设置。

在建筑物内，当柱列有不同柱距时，或当建筑物有高低跨变化时，应设置纵向水平支撑提高结构的整体性，调整结构抗侧刚度的分布，以求减小各刚架柱侧向水平位移的差异，使结构受力均匀、合理。当建筑平面布置不规则时，如有局部凸出凹时、抽柱等情况时，为提高结构的整体抗侧力，在上述区域均需设置纵、横向封闭的连续水平支撑系统。

设置支撑系统时，必须在屋脊和柱顶处设置压杆并注意节点的构造，以保证水平力的传递。

⑵柱间支撑

柱间支撑一般设置在柱列的中部。为此，柱顶水平系杆需设计成刚性系杆，以便将屋盖水平支撑所承受的荷载传递到柱间支撑上，如建筑物较长时可增设一道柱间支撑。两道柱间支撑分别放在纵向1/3处。当柱间支撑因建筑物使用要求不能设置在结构设计所要求的理想位置时，也可以偏离柱列中部设置。柱间支撑可设计成交叉形，也可以设计成八字形、门形，甚至设计为刚架形式。

在同一建筑物中最好使用一类型的柱间支撑，不宜几种类型的柱间支撑混合使用。若因为功能要求如开大门、窗或有其他因素影响时，可采用刚架支撑或桁架支撑。当必须混合使用支撑系统时，应尽可能使其刚度一致，如不能满足刚度一致要求时，刚应具体分析各支撑所承担的纵向水平力，确保结构稳定、安全，同时还应注意支撑设置的对称性。

⑶隅撑

隅撑是实腹式门式刚架轻型钢结构房屋中特有的。隅撑设置在刚架斜梁下翼缘与檩条之间或刚架边柱内翼缘与墙梁之间。对刚架斜梁和刚架边柱的稳定性起支撑作用。隅撑是一种辅助杆件，不独立成为一个系统。刚架斜梁隅撑的作用是防止斜梁在下翼受压时出现侧向失稳。

2.支撑系统的构造

⑴屋盖水平支撑

屋盖水平支撑一般由交叉杆和刚性系杆共同构成。

在门式刚架轻型钢结构房屋中，屋盖水平支撑的交叉杆可设计为圆钢，但应加带张紧装置，以利于拉杆的张紧，避免圆钢挠度过大，不能起到受力作用。交叉杆也可以设计为角钢，但也需考虑长支撑由于自重产生的挠度，应采取必要的措施加以克服。交叉杆与竖杆间的夹角应在30°~60°范围内。用角钢做成支撑拉杆的水平支撑，其连接点与普通钢结构类似，关键是保证杆件必须相交于节点的中必。用张紧的圆钢做成拉杆的节点可用单螺栓相连。

刚性系杆可用钢管，也可采用双角钢。在建筑物跨度较小、高度

较低的情况下，可由檩条兼任，但檩条需按压弯构件设计，并应保证檩条平面外的长细比和稳定性。

⑵柱间支撑

柱间支撑在建筑物跨度、高度较低的情况下，可用带张紧装置的圆钢做成交叉形的拉杆。也可采用角钢或槽钢。

在高大的建筑中柱间支撑的交叉杆除用角钢外，也可采用钢管。钢管具有用料省，制作简单，而且在建筑中显得坚实、美观等特点。

柱间支撑的连接节点与水平支撑相似。必须注意的是，柱间支撑的上端与水平压杆必须与柱中心将于一点。同样，柱间支撑下端应尽可能与柱中心交于柱脚底面，避免形成偏心受力。如柱间支撑相邻两柱需共同承担水平反力时，应在两间加一压杆，压杆可用钢构件。如果柱脚面高出地面，可以地面下加一钢筋混凝土梁。

⑶隅撑

隅撑一般采用角钢，隅撑与檩条或墙梁的夹角不应小于35°，最小可采用Ｌ40*4角钢。隅撑使用螺栓与横梁或边柱和檩条或墙梁相连。

一般情况下隅撑宜在刚架斜梁全跨度内设置，主要是考虑横梁在风荷载作用下翼缘受压的可能时，可仅在支座附近横梁下翼缘受压的区域内设置。