《9.2 》单,层钢结构厂房
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(Ⅰ)一般—规定
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9】.2.?1 国内》外的多次地震经验表!明钢结构的抗震【性能一般比其他结构!的要好总体上说单】层,钢结构厂房在地震】。中破坏?较轻但也有》损坏或坍塌的因此】单,层钢结构《厂房进行抗震设【防,是必要的《
【 ?本次修?订仍不?包括轻型钢结构【厂,房
》。
9.2.2 !从单层钢结》构厂房的《震害实例分析在【7~9度的地震作用!下,其主要震害是柱间】支撑的?失稳变形和》。连接节点的断裂或】拉脱柱脚锚》栓剪断和拉》断以:及锚:栓锚固过短》所致:的拔出破坏亦有少量!厂房的屋《盖支撑杆件》失稳变形或连接节】点板开?。裂破坏
】。
9.?2,.3 ?。 原则上单》层钢结构厂房—的平面、《竖向布?置的抗震设计要【。求是使?结构的质量和刚【度,分,布均:匀厂房受力合—理、变形协》调
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? 钢结构厂房的】侧向刚度小于—混凝土柱厂房其防】震缝缝宽《要,大于混凝土柱厂【房,当设防烈度高或厂】房较高时或当厂【房坐落在较软弱场地!土,或有明显扭转—效应时尚《需适当增加》
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(Ⅱ)抗—震验算
!
9.2》.5: 通常设计时单层!钢结构厂《房的阻尼《比,与混凝土柱厂房相】同本:次修订考虑到轻型围!护的单层钢结构【。厂房在弹性状态【工作:的阻尼比较小根据单!层、多?层到高层钢结—构房屋的阻尼—比由大到小变化的规!律建议阻《尼比按屋《盖和围护墙的—类,型区:别对待
《
9.【2.6 本条【保持2?001规范》的规定?单层钢结构厂房的】围护:墙类型较《多围护墙《的自:。重和:刚度主要由其类【型、与厂房柱的连接!所决定?因此为使《厂房的抗震计算更符!合,实际:情况、更合理其自重!。。和刚度取值》。应结合所采用的围】护墙类型、与厂房柱!的连接方式来决定】对于与柱贴砌—的普:通,砖墙围?护厂房?除需考虑墙体的侧移!刚度外尚应》考虑墙体开裂—而对其侧移刚度【退化的影响当为【外贴式?砖砌纵墙7、8、9!。度设防时其》等效系数分别—可取:0.6、0.4、0!.2
】。9.2.7、9.2!.8 单层—钢结构厂房》。的地震作《用计算应《根据厂房的竖向布置!(等:高或不?等高)、起重—机设:置、屋?盖类别等情况—采用能?反映出厂房地震反应!特点的单质》点,、两:质点和多质点的计】算模型总体上单【层钢:结,构厂:房地震作用计—算的单元划分—、质量集中等—可参:照,钢筋混凝《土柱厂房《的执行但对于不等】高单层钢结》构厂:房不能采用底部剪】。力,。法计:算而应采用多质【点模型振型分解反】应谱法计《算
【 ,。 轻型》墙板通过《墙架构件与厂—房框架柱连》接,预制混凝土大型墙板!可与厂房《框架柱柔性连接这些!。围,护墙类型和连接方】式对框架柱纵向【侧移的影《响较小亦即当各柱列!的刚度?基本相同时其纵【向柱:列的变位亦基本【相同因此等高单跨】或多跨厂房的纵向抗!震计算时对无檩屋】盖可按柱列刚—度,分配;对有檩屋盖】可按柱?列所承受的重力荷】载代表值比》例分配和按单柱列计!算并取两者》。之较:大值而当采》。用与:柱,贴,。砌的砖围护墙时【。其纵向抗《震计算与混凝土柱厂!房的基本相同
】
《。。 : 按底部剪力【法,计算纵向柱列的水】平地震作用时所得的!中间柱列纵》向基本周期偏—长可利用周期折减】系数:予,以修正
】
? 单层钢结构厂】房,纵向:主要由柱《间支撑抵《抗水平地《。震作用是震害多发】部位:在地震作用下柱【间,支撑可能屈曲也【可能:不屈曲柱间支撑【处于屈曲状》态或者不屈曲状【态对与支《撑相连的框架柱的受!。力差:。异较大因此需针【。对,支撑杆件《。是否屈曲的两—种状态分《别验算设置支—撑的纵向柱列—的受力当然目前【。采用:轻型围护结构的【单,层钢结构厂》房在风荷载较大【。时7、8《度的柱?间支撑杆《件,在7、8度也可【处于不屈曲》状态这种情》况可不?进行支撑屈曲—后,。状态的验算
】
9《.2:.,9 屋盖的—竖向支?。承,桁,架可包括支承天窗架!的竖向桁《架、竖向支撑桁架】等屋盖竖向》支承:桁架承受的》作用力包括屋盖自重!产,生的地震《力尚需将《其传递给主框—。架故其杆件截面需由!计算确?定
》
—屋盖水平支撑交叉】斜杆在地震作用下考!。虑受压斜《杆失稳而需按—拉,杆设计故《其连接的《承载力不《应小于支撑杆的【全塑:性承载力条》文参考上海市的规定!给出
—
《。 参?照冶金部门的—规,。定支承跨度》大于24m屋面横】梁的托架系直接传递!地,震竖向作用的—构件应考《虑屋架传来的竖向】地震:作用
》。
对于!。厂房屋面设置荷【重较大的《设备等情况不论厂】房跨度大《。小都应对屋盖—横梁进行竖》向地震作用验算【
9.2!.10?。 单层钢》结构厂?房的柱?间,支撑一般采用中心】支撑X形柱间支撑用!料省抗震性》能好应首先考—虑采:用但:单层钢结《。构厂房的柱距往往比!单层混凝土柱厂房的!基本柱距(6m)要!大几倍∨或∧形也】是,常用的?几,种柱间支撑形式下柱!柱间支撑《也有用单斜杆的
】
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】支撑杆件《屈曲后状态支撑框】。。架按本规范第5【章,的规定?。进行:抗震验算本条卸载】系数主?要依据日本、美国】的资:料导:出与附录K第K.2!节对:我国混凝土柱厂房柱!间支撑?规定的卸载系—数有所不同但同样】适用:于支撑?杆件长细比大于6】0的情况《。长细比大于200】时不考?虑压杆卸《载影响
【
? 与∨或—∧形支撑相连的【横,梁除了轻型》围护结构的厂房【满足设防地震下不屈!曲的支撑外通常需要!按本规范第》8.2.6条计入】支,撑屈曲后的不平衡】力的影?响即横梁截面Ab】r,满足
—。
》
式中MbpN!考虑轴?力作用的横梁全截面!。。塑,性抗弯?承载力;
—。
! Sc支撑所—在柱间的净距
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9.2.1】1 设计经验表】明跨度不很大的轻】型屋:盖钢结构厂房如仅】从,新建的一次投—资比较采用实—腹屋面梁的造价【略比采用屋》。架的高?些但实腹《屋面梁制作》简便厂房施》工期和使用期的涂装!、维护量小而方便】且质量好、》进度快如按厂房【全寿命的支出比较】。这些跨?度不很?大,的厂房采用实腹屋】面梁比?采用屋架要》合理一些实》腹屋面梁一般与柱】刚性连接这种刚架结!构应用日益广—。泛
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》 1 受运!输条件?。。。限制较高厂房柱有时!需在上柱拼接接长条!文给出?的拼接承载力要【求是最小《要求有?条件时可采》用等强度拼接—接长
》
— 2 ? 梁柱刚性连接【、拼接的极》限,承载力验算及相应】的构造措施(如潜在!塑性铰位置》的侧向支《承)应针对单层【刚架厂房《的受力特《征和遭遇强》震,时可能形成的极限】机构进行一般情况】下单跨横向刚架的】。。最大应力区在梁底】上柱截面多》跨横:向刚架在中间柱列处!也可出现在梁端【截面这是钢》结构单层刚架厂房】的特征柱顶和柱底】出现塑性铰是—单层刚架厂》房的极限承载力状】态之一故可放弃【“强柱?弱梁”的抗震概【。念
! 条文《中,的,刚架梁端的最大应】力区可按《距梁端1/1—0梁净跨《和1.5倍梁高中】的较:大值确定实际—工程中受构》件运输?条件限制梁的现【场拼接往《往在梁端附近即最】大应力区此时—其极限?承载力验《算应与梁柱刚性【。连接的相《同
《。
(Ⅲ)抗!震构造?措施
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9:.2.12 屋盖!支撑系统(》包括系杆)的布置和!构,造应满足的主—要功能是保》证屋:盖的整体《性(主要指屋盖【各构件之间不—错,位)和屋盖》横梁:平,面外的?稳定性保证屋—。盖和山墙水平地震作!用传递路线》。的,合理、简捷且不【中断:本次修订《针对钢结构厂房的】。。特点规定《。了,不,同于钢筋《混凝土柱厂》房的屋?盖支撑布《置要:求
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》 1 一】般情况下屋盖横【向支撑应对》。应,于上柱柱间支撑布置!故,其间距取决于柱间支!撑间距表9》.2.12屋盖横向!。支撑间距限值可【按本节第9.2.1!。5条的柱间支撑【间距限值执行
】
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? 2 《 无:檩屋盖(重型—屋盖)是指》通用的1.5m【×6.?0m预制大》型屋面板大》型屋面板与屋—。架的连接需保证三】个角点牢固焊—接,才能起?到上弦水平》。支撑的作用
【
》。 屋架的—主要横?向支撑?应设置在传递厂房框!架支座反《。力的平面《内即当?屋架:为,端斜杆上承式时【应以上弦横向支【撑为:主,;当屋架为端斜杆下!承式时以下弦横向】支撑:为,主当:主要横向支撑设置】在屋架的下弦—平面区间内》时宜对应《地设置上《弦横向支撑;当采】用以上弦横向支【撑为:主的屋架区间内时一!般可不?设置对?应的下弦横向支撑
!。
?。
—3 有檩屋盖(轻!型,屋盖)?主要:是指彩色《涂层压?。形钢板?、硬质?金属面夹芯板等轻型!板材:和高频焊接薄—壁型钢檩《条,组成的屋盖》在轻:型屋盖中高频焊接薄!壁型钢等型》钢檩条一般都—可兼作上《弦,系杆故在表9.2.!12中未列入
!。
【对于有檩屋盖宜将】主要横向《支撑设置在上弦平面!水平地震作用通过】上弦:平面传递相应的【屋架亦应《采,用端斜杆上》承式在设置横向支撑!开间的柱顶刚—性系杆或竖向支撑、!屋面檩条应加强使屋!盖横向支撑能通【过屋面檩《条、柱顶刚》性,。系杆或竖《向支撑等构件—。可靠地传递水平【地震作用但当采【用下沉式横向天【。。窗时应在《屋架下弦平面—设置封闭的屋—盖水平支《。撑,系统
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》 4》 8、9度时屋】盖,支撑体系(》。上、:下弦横向支撑)与】柱间支撑《应布置在同一开间】以便:加强结构单元的整体!性
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5! 支撑设置还【需注:意当厂房跨度不很】大时压型钢板轻型屋!盖比较适合于采用】与柱刚接《的屋面梁《压型钢板屋面—的,坡度较平缓跨变【效应:可略去不计
【
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: 对轻型有】檩屋盖亦可》采,用屋架端斜杆为上承!式的铰接《框架柱顶水》平力通过《屋,架上弦平面》传递屋盖《支撑布置也可—参照实腹屋面梁的隅!撑,间距宜按屋架下【弦的平面外长—细比小于240确】定但横向支》撑开间的屋架两端】应设置竖向支撑【。
— 《檩条隅撑系统布【置时需考《虑,合理的传力路—径檩条及其两端连】接应足以承受隅撑】传至的作《用,力
】 屋盖纵向【水平支撑的布置比】。较灵活设计时应据具!体情况综合分析以】达到合理布置的【目的:
《
9.2.1【3 单层》钢结构厂房的—最大柱顶位移—限值、?吊车梁?顶面标高处的位移限!值一般?已可控制出现—。长细:比,过大的柔《。韧厂:房
》
《 本次修订参考】美国、欧洲、—日本钢结构规范和】抗震规范结合我【国现行钢结构设【计规范的规》定和设计习惯按【轴压比大《小对厂房框架—柱的长细比限值适】当,调,整
9】.2.14 【。板件的?宽厚比是《保证厂房框架延性的!关键指标也》。是影响单位面积耗】钢量的关《键,指,标本次?修订:对重屋盖和轻屋盖】予,。以区别对《待重屋盖参照多【层钢结构低于—50m的《抗震等级采》。用,柱的宽?厚比要求比2—。001规范有所放松!
! ,对于采用压型钢【板轻型屋《盖的单层钢结构【厂,房对于设防烈度8】度(:0.:20g)及以下的】。。情况即使按设—防烈度的地》震动参数进行—弹性计?算也经常《出现由非地震—组合控制《厂房框架《受力的情况因此【根据实际工》程的计?算,分,析发现如果》采用性能化设计【的方:法可以分别按—“高延性低弹性承】载力”或“低延性高!弹性承载力”的【抗震设计思路来确】定板件宽厚比—即,通过厂房框架—承受的地震内—力与其具有的—弹性抗力《进行:比较来选《择板件宽厚》比
! :当构件的《强度和稳定的—承载力均满足高承载!力2倍多遇地震作】用下的要求(γGS!GE+γEh—2SE≤R/γ【RE)时可采—用,现行钢结构》设,计规范?GB 50017】弹性设计阶》段的板?件宽:厚比限值《即C类;当强—度和稳定的》承载力?均满足中等承载力】1.:5,。倍多遇地《震作用下的要求(γ!GSGE+γE【h1.5SE≤【R/:γR:。E):时可按表6》中,B类采用;其他【情况则按表》6中A类采》用
】
:。
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: A》、B、?C三类宽《厚比的数值系参【照欧、日、美等【国,家的抗?震,规范选定大体上【A类可达全截面塑】性且塑性铰在转动过!程中承载力不—降低;?B类:可达全截《面塑性在应力强化开!始前足以《抵抗局部屈曲发生但!由于局部屈曲使塑性!铰的转动能力有限C!类是指现《行钢结构设计规范G!B 500》17按弹性准则设计!时腹板不发生局部】屈曲的情况如—双轴对称H形截【面翼缘需满足b【/t≤15受—弯构件腹板需—满足7?2<h0/》t,w≤130》压弯构件腹板—应符合钢结构设计】规范GB 》50017-2【0,03式(5》.4.2《。)的要求《
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上述】板件宽厚比与地【震作用的对》。应关系系根据—底部剪?力相当?。的条:件与欧洲EC8规】范、日本BC—J规范给出的板【件宽厚比限》值与地震作用的对】应,关系大?致持平
》
《。 《鉴于单跨《单层厂房横》向刚架的耗能区(】潜在塑性铰区—)一般在上》柱梁底?截面附近因此即【使遭遇强烈地震【在上柱?梁底区域《形成塑?性铰并考虑》塑性:铰区钢材应变硬【。化屋面梁仍可能处】于弹:性状态工作所以【。框架:。塑性耗能《区外的构件区段(】即使遭遇强烈地【震截面应力始终在弹!性,。范围内波动的构件】。区段:)可采用C类截面】
》
? 设计经验表【明就目前广泛采用】轻型:围护材料的情况采用!上述方法确定宽厚比!虽然增加《了一:些计算工作量—但充分利用》了构件自身所具【有的承载力在6【、7度设《。防时可以《较大地降低耗钢【量
【9.:。2.15 柱间】支撑对整《个厂房的纵向刚度】、自振特《性、塑性铰产生部位!都有影响柱间支【。撑的布置应合—理确定其《间距:合理选择和配置其】刚度以减小厂房【。整体扭转
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】1, 柱间支》撑长细比限值大于】细柔长细比下限【值130(考虑0.!5fy?的残:余应力)时不需【作钢号修正》
《
2【。 采?用焊接型钢时应采用!整根型钢制作—支撑:。杆件;但当采用热】轧型:钢时采用拼接板加强!才,能达到等强》接长
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】 3 对》于大型屋面板无檩屋!盖柱:顶的集中质量往往要!大于各层吊车梁处的!集中质量其地震作】用对各层柱间支撑】大体相同因此—上,层柱间支撑的—刚度、强度宜接近下!层柱间支撑的
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4 !。 压型?钢板等轻型墙—屋面围护其波—形垂直厂房纵—向对:结构的约束较小故可!放宽:厂房柱间支撑—的间距条文参考【冶金部门的规定【对轻型围护厂房的】。柱间支撑间距作【出规定
!9.2.16 】震害表明外露—式柱脚破坏的—特征是锚栓》剪,断、拉断或拔出由于!柱脚:锚栓破坏使钢结构倾!。斜严:重者导致厂房坍塌】外包式柱脚表现【为顶部箍筋不—。足的破坏
】
1【 埋入式柱脚在钢!柱根部截面容—易满足?。塑性铰的《要求当埋入》深度达?到钢柱截面》高度2?倍的深?度可认为其柱—脚部位的恢复力特】性,基本呈纺锤》形,插入式柱脚引用冶金!。部门的有关规定埋入!式、插入式柱脚【应确保钢《柱的埋入深度和钢柱!埋入部?分的周边混凝土【厚度
! 2 外【包式柱?脚的力学性能—主要取决《于外包钢筋混凝土】的力学性《能所以?外,包短柱的钢筋应【。加强特别是顶部【箍筋:并确保外包混—凝土的厚度
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《
? 3?。 :一般的外露式柱脚】从力:学的角度《看作为半刚性考虑】更加合适《与,钢柱根部截面的全】截面屈服承载力【相比柱脚在多数【情况:下由锚栓《屈服所决定的塑【性弯矩较小》这种柱脚受弯时的】力学性?能主要?由,锚栓的性能决定如】锚栓受拉屈服后能】充分发展塑性则【承受反复荷载作用】。时外露式柱》。脚,的恢复力特性呈典】型的滑移型滞回特】性但:实际的?柱脚往往《在锚栓截《。面未削弱部分屈服】。前螺纹部分就发生断!裂难以有充分—的塑性?发展并且当》钢,柱截:面大到一定程度时设!计大于柱截面抗【弯承载力的》外露式柱脚往往是困!难的因?此当:柱,脚承受?的地震?作用大?时采用?外露式不经》济也不合《适采用?外露式柱《脚时与柱间支撑连】接的柱脚不论计【算是否?需要都必须设—置剪力键以可—靠抵:抗水平地震》作用
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此】次局部?修订进一步补充说】明外露式《柱脚的承载力验算要!求明确为“极—。限承载力不》宜小于柱截面—塑性屈服承载—力的1.2倍”【。
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