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,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
!。
—。。 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
《
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
】。
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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
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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
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】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
《
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: ?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
《
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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(6!。m)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—200时不》考虑压杆卸载影【响
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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
》
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,式中M?bpN考虑轴力【作用的横梁全截面塑!性抗弯承载力—;
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》 S》c支:撑所在柱间的—净距
】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
】
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
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9?.2.?1,2,。 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!
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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9.2.1—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
】。
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
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】 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【
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!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
》
9.2.1【4 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2:0,01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(0.2—0g)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(γG】SGE+《γEh2《SE≤?R/γRE)—时可采用现》行钢结构设计规范G!B 5?0017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(γG!SGE+γEh【1.5SE≤—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
】
,。
— , 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 :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7—2<h0/tw≤1!。30:压弯构件腹板应【符,合钢结构《设计:规范G?。B :50017》。-2:003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
!。。 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
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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!。。
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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
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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”
《