来源:建筑钢结构网 作者:蔡 益 燕 时间:2009-12-22
关键词:
摘要：1．概述
摘要：1．概述
1．概述
蔡 益 燕 挠度限值的规定，MBMA 1996也未给出，鉴于它对设计关系较大，故作全文介绍。从中可以看到，CECS102：2002采用的柱顶位移限值是与IBC2000的规定一致的，采用砌体外墙时柱顶位移限值应取1/240。在脚注中给出的檩条和墙梁的挠度限值，可以补充现有规定的不足。
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注：
1.采用压型钢板屋面时，荷载引起的总位移不得大于L/60。支承压型钢板的次要构件在活荷载下的挠度不应大于L/150。支承压型钢板侧墙的次要构件在风荷载下的挠度不应大于L/90。对屋面的规定仅适用于无复盖层的压型钢板。
2.高度不大于6英尺、柔性、可折叠和便携式内隔墙，不受本表规定的限制。内隔墙的挠度限值是根据IBC 1607.13节规定的水平荷载得出的。
3.玻璃支承见IBC 2403节
4.安装时湿度小于16%的木构件，且在干燥条件下使用，可用活荷载+1/2恒载引起的挠度代替恒载+活载引起的挠度。
5.上述挠度不保证防积水。没有足够坡度或起拱能确保排水的屋面，应研究排水措施。雨水和积水要求可参见IBC 1661，屋面排水要求参见IBC 1503。IBC不要求屋面坡度等于或大于1/4英寸/英尺（即1/48——译注）。但小于此坡度时应进行结构分析，以确保具有足够刚度，排除下雨或积雪溶化时挠度持续增大（失稳）。分析时应考虑积水面积的排水系统阻塞。
6.计算围护构件时，其挠度限值这里是按风荷载的0.7倍考虑的。
2. 荷载
2.1 附加荷载
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2.2屋面活荷载
MBMA不同坡度时的屋面活荷载（psf）
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2.3风荷载
2002 MBMA风荷载改用了美国荷载规范(ASCE7-98)中对低矮房屋的风荷载规定,考虑内压力的影响,即取外压力与内压力的组合，而内压力有正负之分，使风荷载组合工况增加了一倍。此外，增加了多个双坡相连的屋顶风荷载和锯齿形屋顶的风荷载体形系数，都是将单个双坡或单个单坡屋盖的风荷载体形系数重复用于每个相应的受风面上。
2.4 抗震设计
其中首次列入了抗震计算例题。该例题横向为85+70+65英尺的三跨双坡刚架；纵向柱距25英尺（约7.6m），长度10×25英尺，设了3道屋盖横向水平支撑(含柱间支撑)，端部支撑设置在第2开间，支撑间隔为3个开间,支撑间隔为3个开间,长度3×7.6≈23m,比我们规定的36～45m小得多。CECS 102对支撑间距的规定曾参考余洲亮译《金属房屋体系》插图，但没有明确文字依据，此例题应更具示范性。它表明圆钢支撑刚度较小，支撑间隔不宜太大。
该例题是按IBC 2000规定做的。是第一个较完整的例题。但只作了内力计算，未对位移计算作说明。有以下特点：
1．除对横向刚架进行计算外，还对山墙支撑框架和侧墙支撑框架进行了计算。特别说明山墙和侧墙都采用仅能受拉的圆钢支撑。
2．美国抗震计算是按设防烈度（中震）考虑延性系数R确定地震力，因为进入弹塑性，位移要乘放大系数 ；用较大篇幅考虑场地类别和影响，我国是按小震弹性设计，计算方法有很大差异，计算过程无法参考。
3．框架的自振周期，根据房屋高度和结构形式，采用下列近似计算公式：
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该式对于小坡度屋顶，三种框架的高度均取檐口高度。若用SI制表示，高度用m，则应乘
换算系数2.44。
在门式刚架轻钢房屋中，横向框架为刚架，山墙框架可用抗弯框架或支撑框架，侧墙框架总是支撑框架。当山墙和第一榀横向刚架间采用柔性屋面时，山墙框架的自振周期可分别计算。
门式刚架轻钢房屋的基本自振周期通常不由动力分析确定，而采用上述计算公式。用动力分析方法确定也是允许的，但IBC规定，此时抗震设计的基底剪力不应大于
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是按IBC表1617.4.2确定的系数。该限制对计算位移时不适用，因此由动力分析法确定基本自振周期，在某些情况下也有用。4．门式刚架轻钢房屋通常都是将结构分成很多二维框架进行计算的。对每个框架的有效重量分别进行计算。另外，通常将墙重的一半归入屋顶标高，另一半归入地面标高。
混凝土墙或砌体墙在平行于墙面抗侧力结构方向的墙重，在计算纵向支撑时可不计入。
但对于沿墙高的几个点与框架结构相连的钢墙板不适用。
5．在门式刚架轻钢房屋中，侧墙框架的抗侧力体系由圆钢或支撑构成，条件允许时也可用其它结构体系。除非侧墙要承受除自重外的其它荷载，否则不应选用砌体墙，而应选用钢墙板和支撑框架体系。金属房屋中连接的少量偏心，通常认为是可以接受的，可按普通中心支撑框架处理。
抗震等级为A、B、C的房屋，有另一种重要的选择。这些房屋可以按“不采用专门抗震构造措施的结构体系”设计。在地震力较高时，此项选择的优点是可忽略AISC抗震设计和构造规定的要求，选择AISC关于在风荷载下的设计规定。
6．单层刚架可用于高度不超过18m（60英尺），刚性节点的现场连接采用端板式螺栓连接，屋面自重不大于0.73.5kN/m2 (15psf)。墙高超出基础底面12m（35英尺）以上的部分，其自重不得大于0.73.5kN/m2 (15psf)。
7．对于抗震等级为A、B、C，未采用专门抗震构造措施的结构，其R值可取等于3。可用增大地震力来降低连接抗震设计力。
8．美国规范计算结构地震力时要乘最小赘余度系数,表示该幢房屋中1榀框架能承受的最小地震力,表明按此设计可较安全。但对于抗震等级为A、B、C的结构不需乘最小赘余度系数。在计算赘余度系数时,偏于保守地不考虑摇摆柱的影响。赘余度系数与所考虑的某框架具体跨间承受的剪力与房屋总剪力之比
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=1/6，结果得出纵向框架的赘余度系数最高。它表明纵向支撑多设置一些，或间距小些，可提高支撑框架的抗震性能，即柱间支撑间距与地震烈度有关，支撑多设将增大赘余度系数，增大刚度，使地震力增大。横向刚架柱脚有刚接和铰接之分，边柱铰接分担的剪力增大，铰接柱要承受水平地震剪力引起的竖向反力。摇摆柱在计算赘余度系数时可按不存在考虑。9. 按美国做法，计算有效地震重力时是将附加荷载包括在内的。根据初步试算确定的构件截面尺寸，最后设计时要进行校核，看是否需要修改。
10．抗震设计是按很多平面结构，对横向刚架、山墙框架和侧墙框架分别进行计算的。进行计算的。
11．在平行于侧墙的方向，当采用混凝土墙或砌体时不考虑框架承受墙荷载，假设它们自身能承受平面内的荷载。也就是说，在纵向支撑的地震荷载计算时不考虑侧墙荷载。但是对于沿高在若干点与钢框架连接的金属墙板，此规定不适用。在本例题中，侧墙和山墙都采用钢墙板。
12．抗震等级为D、E、F的位于软弱地基上的2层及以下房屋，采用受拉圆钢支撑时，房屋高度是受限制的，支撑的连接应按特殊荷载组合设计。
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