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门式刚架轻型钢结构抗震构造措施

 《门式刚架轻型房屋钢结构技术规范》 GB 51022-2015 第3章基本设计规定中明确: 1、当由抗震控制结构设计时,尚应采取抗震构造措施。它意味抗震计算不控制时,可不采取抗震…

 《门式刚架轻型房屋钢结构技术规范》 GB 51022-2015 第3章基本设计规定中明确:

1、当由抗震控制结构设计时,尚应采取抗震构造措施。它意味抗震计算不控制时,可不采取抗震构造措施。这与《建筑抗震设计规范( 2016 年版)》 GB 50011-2010 不符。众所周知“计算与构造是配套的”,规范中的计算理论是建立在相应的构造措施上,若无相应的构造措施,计算准则就不存在了,就无从判别计算控制与否。有时构造重于计算。它贯穿于设防烈度的全过程(小震、中震和大震)。故文认为在 7度及以上抗震设防区不论抗震计算控制与否,都必须满足抗震构造措施。

2、 GB 51022-2015 中列举了相应的抗震构造措施为:梁柱受压翼缘和腹板的宽度比、双侧隅撑、锚栓面积、柱长细比 等,但对柱脚仍应用外露式刚接柱脚十分敏感问题一字未提。

3 、GB 50011-2010 (2016 年版)第 9.2. 14 条第二款“轻屋盖厂房,塑性耗能区板件宽厚比限值可根据其承载力的高低按性能目标确定”。条文说明中具体为,当构件的强度和稳定承载力均满足高承载力2 倍多遇地震作用下的要求( rGSGE + rEh2sE ≤R/rRE)时可采用现行《钢结构设计标准》 GB 50017-2017 弹性设计阶段的板件宽厚比限值(即GB 51022-2015 取值),即C类(相当于新《钢结构设计标准》性能等级为 S3 级。)

轻型屋盖钢结构厂房8度 0.2g ,经常会由非地震组合控制框架受力的情况。即在多遇地震下,多数会出现非地震组合控制。故在轻型门式刚架中均用C类截面设计等级,是可行的(但 GB 51022-2015 ,腹板高厚比限值为 160 ,已超出 D级),但 8度0.3g 和9度时,多数不会满足 2倍多遇地震下非地震下非地震组合控制,似应规定A类( Sl )截面设计等级。

4、 为此,建议取消《门式刚架轻型房屋钢结构技术规范》 GB 51022 2015 中“当由抗震控制结构时,尚应采取抗震构造措施”的提法,而统一按《建筑抗震设计规范( 2016版)》 GB 50011 的表述。对于8度 0.3g 度时宜采用埋人式、插入式或外包式柱脚。

5、支撑截面形式。

(1) 《建筑抗震设计规范( 2016 年版)》 GB 50011-2010 9.2. 12 款:“厂房的屋盖支撑宜采用型钢”;第 9.2. 15 款:“柱间支撑宜采用整根型钢”。它意味着从抗震角度,不论屋盖和柱间支撑均宜采用型钢。

(2)《门式刚架轻型房屋钢结构技术规范》 GB 51022-2015 8.2 条规定:

1)有吊车的柱间支撑和有悬挂吊屋面斜梁的横向支撑应采用型钢交叉支撑;

2 )其他无动力振动,但承受地震作用的支撑均可采用圆钢支撑。

(3) 本文认为:

1)有动力振动的支撑理应采用型钢截面它可避免颤动和增加刚度;

2) 8度及以上地震厂房,柱和屋盖支撑也应采用型钢截面;

3)其他情况,凡支撑截面由抗风控制的,均可用圆钢截面 (D≤20mm);

4)通过某单跨 24m 轻屋盖厂房, H=9m 无吊车,8度0.2g ,柱间支撑间距为 45m

的计算得出:交叉斜杆的最大拉力 = 200kN, Q235 圆钢交叉支撑斜杆直径需 D=39mm,Q235 角钢交叉支撑需 2- L 63 × 5 (两片)。两者耗钢量( G = 220kg )大致相等。用大直径圆钢,张紧较困难,连接节点构造复杂,角钢支撑刚度大(λ <300 ),节点强,施工方便。

(4) 综合以上得出,如支撑以抗风为主,地震作用小,计算要求圆钢交叉支撑,截面直径 D≤20mm (一般D = 16mm )时可选用圆钢支撑。其他宜选用型钢截面

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