鋼構造耐風柱-: 機能、種類、設計ガイド

鋼構造耐風柱とは何ですか?{0}}

鋼構造耐風柱は、一般的に耐風柱または耐風柱と呼ばれ、プレエンジニアリング鋼製建物の妻端壁に設置される垂直部材です。-その目的は、端部の外装材と壁のガーネットに作用する横方向の風圧を受け止め、その水平方向の力を建物の基礎と屋根のブレース システムに安全に伝達することです。

メインフレームの柱とは異なり、耐風柱は屋根からの垂直重力荷重をほとんどまたはまったく受けない曲げ部材として設計されています。{0}そのセクションは、重力と横方向の作用の組み合わせではなく、切妻端での風モーメント エンベロープを考慮して選択されています。-門型フレームの建物では、風柱が妻壁に沿って一定の間隔で配置され、壁ガートに接続されているため、外装材にかかる風荷重はガーブルによって収集され、壁フレームの端-に-面外の曲げを課すのではなく、{6}}風柱に伝えられます。

ロードパスの仕組み

端壁にかかる風圧は、まず壁パネルで受け止められ、壁ガートに伝わります。

ガートは風柱の間に架けられ、接続点で各柱に力を伝えます。

柱の下部に作用する風力は柱脚を通って基礎に伝わります。

上部に作用する風力は、柱上部の接続部を通って屋根の水平ブレース システムに伝わり、隣接するフレーム柱に分散され、基礎にまで伝わります。

このようにして、風柱は大きな分散ファサード荷重を少数の制御された反応点に変換し、強風時の切妻端の面外変形、振動、被覆材の損傷を制限します。{0}{1}{0}{1}}

風柱システムの主要コンポーネント

耐風柱は、単一の部材としてではなく、調整されたシステムの一部として機能します。-

列セクション:通常は、溶接または熱間圧延された H-断面-、I-断面、または中空断面で、横方向の曲げやドリフト制御に適したサイズになっています。

ベースプレートとアンカーボルト：柱の反力をコンクリート基礎に分散させ、風の吸引や圧力によって引き起こされる揚力やせん断に抵抗します。

上部接続:風柱に重力負荷をかけずに屋根の垂直移動を可能にする、屋根トラスまたは垂木へのスロット付きまたは柔軟な接続。

壁ガート (C または Z セクション):壁の被覆を支えるために風柱の間に架かる水平部材。

サグロッドとタイロッド:ガートを安定させ、風の吸引によるねじれ変形を防ぎます。

ボルトと溶接:-コンポーネントを単一の耐風フレームに結合する高強度ボルト締めと構造溶接。-

耐風性柱とメインフレーム柱の比較-

風力柱とメインフレーム柱を混同することは、鉄骨建物の調達において最もよくある間違いの 1 つです。 2 つのメンバーは、異なる機械的役割、位置、接続を持っています。

切妻風柱の一般的な構造タイプ

切妻風柱の構造システムは、柱基部の基礎への接続と柱頂部の屋根システムへの接続によって分類されます。

カンチレバー（固定ベース）タイプ

柱ベースは基礎にしっかりと接続されており、柱上部は柔軟なスプリング プレートを介して屋根トラスに接続されています。柱は大きな垂直カンチレバーとして機能し、壁からの水平風荷重全体に抵抗し、それを基礎に直接伝えます。このタイプは、屋根システムが切妻壁の力を受けるべきではない、伝統的な重い屋根または長いスパンの工業用建物に適しています。-

簡易サポート型

柱のベースはピンで固定され、柱の上部は長穴プレートまたはスプリング プレートを介して屋根システムに接続されます。{0}}柱は自重と水平風荷重のみに耐えます。-上部の反力は屋根の水平ブレースシステムに運ばれます。このタイプは高い取り付け公差を提供し、標準的な軽量鋼の作業所の一般的なベンチマークです。-

フレーム一体型（構造柱）タイプ-

風柱はポータル フレーム システムに統合されています。柱のベースはピンで固定するか固定することができ、柱の上部は屋根の垂木にしっかりと溶接またはボルトで固定されます。屋根の垂直荷重と水平風荷重はメインフレームと風柱によって分担され、端部垂木の曲げモーメントが軽減されます。-このタイプは、鋼材のトン数を最小限に抑える必要がある最新の軽量ゲージのポータル フレーム ワークショップで使用されます。-

設計と選択に関する考慮事項

風荷重計算。切妻壁にかかる風荷重は、プロジェクト現場に適用される荷重コード (たとえば、中国のプロジェクトの場合は GB 50009、米国のプロジェクトの場合は ASCE 7-22、または欧州のプロジェクトの場合は EN 1991-1-4) を使用して、基本風速、暴露カテゴリー、建物の高さおよび重要度係数から決定されます。次に、風柱セクションの曲げ、せん断、たわみ、結合力が支配的な荷重の組み合わせの下でチェックされます。

ガートシステム。風力柱は、インセットまたはバイパスガートシステムと組み合わせることができます。バイパス システムは、設置が便利で外観がすっきりしているため、標準的な工場や倉庫のプロジェクトで人気があります。インセットシステムは、複雑な壁開口部やより厳しい気密要件があるプロジェクトに適しています。この選択は、ガート スパン、柱間隔、接続の詳細に影響します。

材質と規格。風力柱は一般に、GB/T 1591 に準拠した Q235B または Q355B 鋼、EN 10025-2、または ASTM A36 / A572 Grade 50 に準拠した S235JR または S355JR から製造されます。全体の設計は、ポータル フレームの軽量ゲージの建物については GB 51022-2019 に準拠し、冷間成形セクションについては GB 50018 に準拠する場合があります。プロジェクトの管轄区域に応じて、EN 1993-1-1、または AISC 360。

腐食防止。沿岸、湿気の多い、または屋外の工業現場では、ISO 12944 腐食性カテゴリに準拠した溶融亜鉛めっきまたは塗装システムを選択すると、メンテナンス サイクルが延長され、柱のベースと接続の詳細が保護されます。{0}

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よくある質問

建設コストを節約するために風柱を取り除くことはできますか?

いいえ。耐風柱は、プレエンジニアリング鋼製建物の切妻端にある重力および横方向安定システムの一部です。-それらを取り除くと、強風荷重下で過度の壁の変形、構造の揺れ、外装の破損が発生する可能性があり、その設計は準拠する建築基準を満たさなくなります。

インセットガートシステムとバイパスガートシステムはどちらが優れていますか?

それはプロジェクトによって異なります。バイパスガートシステムは、設置が早く、見た目もすっきりしているため、標準的な工場や倉庫でより一般的です。インセットガートシステムは、複雑な壁開口部、より高い気密要件、またはより重い被覆材を備えたプロジェクトに適しており、ガートが柱フランジの間に取り付けられます。

耐風柱には亜鉛メッキが必要ですか?{0}

亜鉛メッキまたは同等の防食システムを推奨します。これは、海岸沿い、湿気の多い屋外の工業用建物では特に重要です。{0}表面処理は、現場の腐食性カテゴリーと設計耐用年数に応じて選択する必要があります。

風柱に使用できる断面形状は何ですか?

溶接または熱間圧延された H- セクションが最も一般的です。- I- セクションと長方形の中空セクションは、設計により高いねじり剛性や特定の構造プロファイルが必要な場合にも使用されます。最後のセクションは、プロジェクトの風モーメントとたわみ制限によって決まります。

風柱は屋根の荷重を支えますか?

片持ちタイプと単純支持タイプでは、屋根の重力荷重が風柱に伝わらないように、風柱が詳細に設計されています。上部の接続により垂直方向の移動が可能になります。フレーム-一体型では、風柱は設計により屋根荷重と風荷重の両方をメインフレームと共有します。

風力柱は輸出用にどのように梱包されますか?

風力柱は通常、溶接されたスチール製の輸送用ラックまたはパレットに固定され、機械加工された表面と接続部分には保護包装が施され、複数点で固縛され、明確にラベルが貼られた束が使用されます。{0}ボルトやブラケットなどの小さな部品は、メインパレットに固定されたラベル付きの防水ボックスに梱包されます。