9.2 !单层:钢结:构厂房
!
(Ⅰ)一般!规定:
【
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
—
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
—
(》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【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
!。
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
》
》。9.2.1》0 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】
【 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Abr》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
】
,
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
】
》 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1/10!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
《
(】Ⅲ)抗震构造措【施
:
:。
《
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
:
【 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】9.2.15条的柱!间支撑间距限值【执行
—
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
】 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
! 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
!
? :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50—m的抗震等级采用柱!的,宽厚比要求比—。2001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(γGSGE】+γEh2》SE:≤R/γRE—)时可?。采用现行钢》结构设计《规范G?B 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
【
,。
》
》 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GB! 50017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72<》h0/tw》≤13?0压弯构件腹板应符!合钢结构设》计规范GB —5,0017-2—003式(》5,.4.2)的要求
!
,
【 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
?
【 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
【 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
—。
?
? ?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
—
: 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】”
?