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
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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
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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
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》。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
【。
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9.2.》6 本条保持【2001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
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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—
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!。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
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》 , 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
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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60的情况长】细比大于2》00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A】。br满足
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】式中MbpN—考虑轴力作用—的,横梁全截面塑—性抗弯承载力;
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? 《 , Sc支撑所在柱间!的净:距
9】.2.11 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
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】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/》10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
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(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
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,。
【 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9.2.1【2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
【
》 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—.2.13》 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
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《
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
》
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—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《。
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》 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(γ》GSGE+》γEh2《SE≤R《/γRE)》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(γGSG】E+γEh1.5】SE≤R/γRE】)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 50《017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 5!0,017-2》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BCJ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
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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
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? ?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13【0(考虑0.5f】。y的:残余应?力)时不需》作钢号修正
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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?
《
: 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
【
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? 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
】
: 《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”
《