摘要：钢结构的失稳仅是平面外失稳，钢结构的整体稳定即为钢结构的平面外稳定。钢结构平面外的计算长度，一般取侧向支撑点的距离，钢结构的平面外稳定取决于钢结构的整体稳定系数，整体稳定系数包含计算长度、两端约束情况、荷载作用等因素。基于此，对钢结构工业厂房中隅撑的设计及等效换算计算长度进行研究，仅供参考。

关键词：隅撑;隅撑设计;等效换算计算长度

引言

通过简化梁柱节点，释放节点处弯矩，将梁柱刚性连接节点改为铰接，合理设置隅撑构件提供结构抗侧146第3期李萍，等：铰接隅撑钢框架抗震性能研究刚度，获得铰接隅撑钢框架结构，具有与抗弯钢框架类似的抗震性能。基于铰接隅撑钢框架的失效模式，设计了3层、5层和8层的隅撑钢框架和抗弯钢框架原型结构，通过Pushover分析和非线性动力分析，研究了铰接隅撑钢框架的抗震性能。研究表明：铰接隅撑钢框架结构与抗弯钢框架结构具有相似的承载能力、抗侧刚度、延性以及层间侧移分布。铰接隅撑钢框架的失效模式为塑性铰集中于框架梁与隅撑交接处的截面上，柱脚形成塑性铰，避免了梁柱刚性节点存在转动能力不足的缺陷。

1工业厂房立面设计应考虑因素

工业厂房立面设计的具体工作是将厂房的立面空间进行艺术加工，使之具有内容和形式相符合的形象美。早期，因受到经济和社会环境因素的限制，我国的大部分工业企业只愿意将资金投入到资本扩大中去，因此，工业厂房的设计一般只考虑基本的结构和工艺需求。近几年，随着社会主义市场经济的发展和人民生活水平的提高，我们有更多的人力、物力和财力投入到工业生产中，同时，伴随着新材料和新技术的出现，为工业厂房的立面设计提供了广阔的发展空间，工业厂房立面设计的水平不断提高。在工业厂房立面设计的过程中，应该重视色彩处理、比例划分、观感质量、时序关系。

2隅撑的认识

钢结构工业厂房中隅撑分为墙面隅和屋面隅撑。墙面隅撑是指钢柱与墙面檩条之间的支撑构件，一端钢柱内侧翼缘连接，另一端连接在墙面檩条上。屋面隅撑是指钢梁与屋面檩条之间的支撑构件，一端与钢梁下翼缘连接，另一端连接在屋面檩条上。隅撑通常为成对布置，山墙处钢架或门框柱处仅布置一侧。隅撑一般用角钢制作，隅撑与檩条的角度通常为40°～50°，隅撑在檩条上的支撑点位置通常在檩条形心线附近。隅撑与檩条采用普通螺栓连接，隅撑与钢柱或钢梁连接时，可以在钢柱或钢梁上焊连接板，然后隅撑的腹板与连接板采用普通螺栓连接，也可以用隅撑的翼缘直接与钢柱或钢梁的翼缘、腹板采用普通螺栓连接。

3设计

3.1原型结构设计

原型结构位于8度抗震设防区，基本地震加速度为0.3g，场地类别为II类，设计地震分组为第一组，特征周期Tg=0.35s，结构层高均为3.4m。横向单跨跨度为5.1m，共4跨，总跨度20.4m;纵向跨度为6m，楼面永久荷载（包括自重）6kN/m2和可变荷载为3kN/m2。结构平面布置如图3所示。依据此平面布置，共设计了3层、5层和8层抗弯钢框架结构和铰接隅撑钢框架结构，所有原型结构均采用Q235钢，fy=235MPa，弹性模量E=2.0×105N/mm2，fu=360MPa。框架梁和框架柱均为焊接H型钢，翼缘为焰切边;隅撑构件为箱型截面。雪荷载取0.25kN/m2，基本风压取0.35kN/m2，地面粗糙度类别为C类。研究表明：通常隅撑设计的水平长度Lk和倾角θ受到建筑几何尺寸的限制，一般钢框架层高介于3～4m之间，隅撑倾角大于60度以及Lk/L大于0.25时，将降低建筑室内的有效净空，同时隅撑构件的长细比也很大，稳定不容图3结构平面布置Fig.3Thelayoutofprototype易满足;而隅撑倾角小于30度以及Lk/L低于0.15时，则隅撑构件的内力较大，需要很大的截面才能满足要求。因此，铰接隅撑钢框架中Lk/L在0.10～0.25之间时具有较好的弹性抗侧刚度和内力分配，本文考虑到结构层高和跨度，取Lk/L=0.18，角度θ=35°，Lk为隅撑水平长度，θ隅撑与梁的夹角。

3.2工艺协调

对工业厂房进行建筑设计，最终目的是为实际生产提供服务，为此工业厂房钢结构设计就要满足厂房实际工艺需要，然而实际设计时常常出现结构设计与厂房工艺不够协调问题，为避免这一状况出现，就要将钢结构设计与厂房工艺设计有效结合起来，确保钢结构厂房与整个生产模块工艺设计相协调，具体包含钢支架分布合理、墙体高度达到规定指标等内容。同时，在当前工业厂房建筑设计中，钢结构已经成了不可或缺的部分，考虑到钢结构多由空间桁架、轻钢、网架等构成，而网架的应用可以起到降低建筑荷载作用，侧面也提示厂房钢结构设计要基于现实条件及实际需求，对厂房建筑结构进行确定，并且进行厂房结构选型时，除了要围绕支撑结构对最佳材料进行选择以外，还要确保材料种类及材质达到相关标准要求，必

3.3试件尺寸设计

采用能量密集转角支柱材料的结构设计：Q235低弯点钢作为能量密集转角支柱的核心材料。为了防止核材料在平面外不稳定，采用了一些国内外的弯管保持带设计方法。为了解决压力镍问题和角锤的不良物理性能，将槽钢放在能量无关角锤之外，并将槽钢连接到钢板上，抑制能量无关角锤的压力点头。为了便于梁柱连接并避免应力集中，同时在能量消耗角支柱的两端使用1：2.5端点强化。

3.4抗震设计

抗震设计是工业厂房钢结构设计中的重点内容，尤其是在多发生地震灾害的地区，需要对钢结构抗震设计加以关注，通过优化设计使厂房抗震能力得到提升，相应厂房安全性也能得到有力保障。实际设计时，需要对钢结构进行均匀对称布置，并在明确结构传力以后，通过减少震动避免对厂房产生破坏性影响。同时对屋架、屋面板、柱子等连接方式进行考虑，在保证连接方式科学恰当基础上，防止出现节点被破坏状况，涉及的柱与墙内容，也要高宽比进行适当调整，并运用适宜减震方式，提高工业厂房抗震性能和确保厂房安全稳固性。

4工程算例对

工程概况及参数：某单层工业厂房，结构形式为门式刚架，地震设防烈度为6度，设计基本地震加速度值为0.05g，设计地震分组为第一组;建筑抗震设防类别划分为标准设防类;基本风压WO=0.4KN/m2，地面粗糙度：B类;建筑场地类别为Ⅱ类;特征周期为0.35s;结构的阻尼比0.05，檐口高度为8m，跨度取18m计算，柱距取6m、8m、10m、12m分别计算，檩条间距取1m、1.5m分别计算。每道檩条均设置隅撑，平面外计算长度均取2倍隅撑间距。主钢架材质Q235B，檩条材质Q345B。

结束语

近年来，随着我国工业的快速发展，许多企业打破了原先只注重生产的局限，逐渐开始重视“企业形象”，试图通过工业厂房的建筑外观设计来展示自身的外在形象和提升市场竞争力。工业厂房属于生产性建筑，因其外部特征和建筑形象受到使用功能的限制，所以，建筑立面的设计以及长、宽、高三度空间受到结构、功能、材料以及施工技术条件等多方面因素的影响。

参考文献

[1]许峰，马震，贾岩，李振兴.耗能隅撑钢框架节点性能分析[J].广西大学学报（自然科学版），2020，45（01）：96-104.

[2]张谦.隅撑支撑形式对不规则钢框架抗震性能的影响分析[J].中国水运（下半月），2020，20（02）：224-226.

[3]关巧英，刘伯顺.关于门式刚架轻钢结构设计的研究[J].门窗，2019（21）：123+125.

[4]詹学杰，曾庆西，柯晨辉，陈升.某粮库钢结构屋盖检测鉴定及加固方案设计[J].山西建筑，2019，45（19）：48-49.

[5]李强，黄龙蛟.门式轻型钢结构的隅撑设计及其受力分析[J].工程技术研究，2019，4（16）：13-14.