对门式刚架轻钢房屋抗震设计的几点建议

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1、对门式刚架轻钢房屋抗震设计的几点建议　　最近，美国金属房屋制造商协会发表了一本《金属房屋体系抗震设计指南》，是以XX年建筑法规IBC为依据，由制定IBC和AISC有关标准的抗震专家会同MBMA的抗震专家共同编制的。由于美国的抗震设计是按中震考虑结构延性影响，根据结构体系对设计地震作用作不同程度的折减，设计规定也与我国抗震设计方法有很大差异，很难直接搬用。但其中的一些基本原则是可以而且应该借鉴的。下面参考MBMA的这本指南，结合我国的有关规定，提出几点意见供参考，用于适用范围符合CECS：102规定的房屋。　　　　1.门式刚架轻房屋钢为单层单跨或多跨结构

2、。根据其跨高比等具体情况，构件截面有时受风荷载组合控制，有时受地震作组合控制。当受风荷载组合控制时，可以不作抗震分析，此时，7度及以下一般可不采取抗震构造措施。MBMA抗震指南也有类似规定。美国按地震烈度由低到高将地区分为A、B、C、D、E、F等级，其中A～C为低烈度区，C级接近我国7度。当结构位于A～C级时，若取结构的抗震系数R＝3时，可不采取抗震构造措施，但此规定不适用于更高烈度。8度及以上时，或大跨度结构，或其它无法预计的特殊情况时，应采取适当的抗震构造措施。　　2.门式刚架构件与普通钢结构相比，长细比和板件宽厚比较大，结构具有较大柔性，截面受地

3、震组合作用控制时，可能出现较大位移。根据MBMA规定，柱顶位移计算必要时应计入P-Δ效应，并符合下列规定，此时柱顶位移采用压型钢墙板时不应大于柱高的1/80.　　3.普通单层门式刚架允许高度为18m.采用端板螺栓连接时，恒载不应超过72kg/m2。采用砌体外墙时，柱顶侧移不得大于柱高的1/240.　　4.门式刚架的抗震分析，可采用单自由度计算模型，根据受载面积，将框架质量集中在柱顶。当屋面坡度小于10°时，房屋高度可取檐口高度；当屋面坡度大于10°时，房屋高度取檐口高度和屋脊高度的平均值。山墙框架当房屋跨度较大应设置支撑。MBMA的例题对宽度为60m的

4、房屋，在山墙两端2、3墙架柱之间，分别设置了支撑。据此，建议当房屋宽度等于或大于60m时，山墙框架宜对称设置支撑。　　5.结构计算时，设计地震作用宜分别作用于刚架的两端，类似风荷载计算。有人在计算时为了方便将水平荷载作用于刚架一端，但MBMA指南特别指出，无论风荷载或地震作用，均应将水平力分别作用于刚架两端。门式刚架为单层房屋，高度相对较小而长度较大，计算时将地震作用施加在山墙两端更接近地震惯性力的实际位置，若将地震作用仅作用于一端，将过于保守，得出的梁轴力将非常保守。另外，应对门式刚架、纵向支撑框架和山墙支撑框架分别进行抗震分析。　　7.当轻钢厂房带

5、有与钢框架相连的混凝土楼板夹层时，应考虑夹层重力由于刚心偏置所产生的剪力和扭矩。进行结构抗扭分析时，可忽略屋面刚度的影响，仅将夹层作为刚体。夹层在地震作用下产生较大的剪力和扭矩，为了支承夹层产生的作用力，夹层应以门式刚架为水平支承，沿结构的纵向一侧设置，不宜设在山墙一侧，除非结构上另作考虑。夹层另一侧的支柱可能为一列或多列，与刚架柱组成垂直于侧墙方向的刚架。　　8.在结构分析中，屋盖属于房屋的横隔板，夹层也属于横隔板之一。对于轻钢房屋的抗震设计，水平横隔板的侧向刚度与竖向构件的侧向刚度之比有很大关系。工程设计中，作用力计算有两种简化处理的实用方法：一种

6、是柔性横隔假设，此时水平横隔的侧向刚度相对于竖向结构的侧向刚度很小；另一种是刚性横隔假设，此时水平横隔的刚度相对于竖向结构的刚度很大。采用上述假定进行分析的结果，其精度都取决于实际结构与上述简化假设符合的程度。很多结构属于上述两种极端情况之间，精确分析只能用复杂的有限元分析得出，但这种方法对于通常的房屋设计是不适用的。　　门式刚架的屋面有搭接式，咬边式和扣合式等，搭接式有螺钉贯穿的和螺钉不贯穿的，它们在水平力作用下的受力各有特点，侧向刚度互不相同的。但MBMA的抗震指南指出，金属房屋的传统设计方法，是无论房屋的大小或形状，或竖向构件的形式和相对刚度如何

7、，任何构造的压型钢板屋面都可视为了柔性横隔。在大多数情况下，此假设是相当正确的和适合的。典型的金属房屋在平面上是接近方形的或矩形的，采用搭接式或咬边式屋盖的较多，横向有很多刚架，纵向在若干柱间设置圆钢支撑，可以认为它是符合柔性横隔要求的。　　9.抗扭计算可采用空间分析，或用近似方法进行刚体平面分析。后者可假设将夹层视为侧向支承在一系列弹簧支座上，为此要计算夹层本身的抗扭刚度和支承刚架的侧向刚度；在夹层产生的地震剪力和偏心扭矩作用下，求出相连框架在各自平面内所受的附加地震剪力，得出近似结果。夹层水平力可根据沿高度均匀分布的假设，按受载高度分配到柱顶和夹层

8、标高，按静力方法进行计算。地震作用不考虑与风荷载同时出现。　　10.夹层面积小于所在厂房面积的