钢结构震害分析与厂房钢结构抗震设计

这种结构一般为地震作用组合控制，设计时时必须计算这种工况，但应依据不同规范和规程设计上部结构和下部结构。因此，对于这种结构应根据不同的规范或规程进行设计控制，不可单纯使用一种规范和规程来设计。
1.1.1 四周为砖墙围护的单层门式刚架厂房
这种结构类型同单层门式刚架工业厂房相比，主要区别在于：维护结构的不同，四周为轻质彩板维护，对柱顶侧移控制相对较松；四周为砖墙维护，对柱顶侧移控制较严。
四周为砖墙围护的单层门式刚架厂房受力和变形有如下特点：
（1）砖墙和刚架所受荷载有所不同。屋面的风荷载由门式刚架承受，墙面的风荷载主要由墙体承受；对于地震作用，门式刚架承受钢结构和屋面受的荷载，砖墙承受自身所受的地震作用。为了保证砖墙的自承重，应该按照砌体结构规范在砖墙内部设置构造柱和圈梁。
（2）砖墙和刚架柱属于两种完全不同的结构，它们的周期和振型差别比较大，在荷载作用下它们的变形不协调。砖墙维护与承重结构之间留有一定的施工缝隙，结构在风荷载和地震作用下产生的最大侧移必须小于施工缝隙，防止它们之间的碰撞。
（3）门式刚架柱平面外无墙体作用时，柱平面外稳定问题突出，特别是厂房较高时，应根据计算需要设置一道或者多道柱间系梁，减少柱平面外长细比。同时系梁的布置在纵向方向要保证与柱间支撑协调传力。
综上，四周砖墙围护的单层门式刚架在设计计算上与一般的单层门式刚架工业厂房有所区别，抗震措施也有很大不同，并且在侧移控制要严于单层门式刚架工业厂房。

1.1.2 抗震设计要点
综上分析，对于轻型房屋门式钢架钢结构，下列情况需要进行抗震设防：
（1）高烈度区，8度以上
（2）吊车吨位较大，或工作制较高
（3）带夹层或局部带夹层
（4）带砖混维护墙
（5）屋盖悬挂荷载较大
这些类门式刚架厂房中，地震作用明显，可能起控制作用，设计中需要考虑抗震。
总结上述分析结论，可得各典型情况下的抗震设计要点为：
1）带吊车的门式刚架结构
? 当吊车吨位较大（15吨以上），或工作制较高（A5以上），应进行抗震设计。
? 随着地震等级提高，地震荷载逐渐超过风荷载，成为结构侧移的控制荷载，但不是结构强度控制工况；
? 在结构设计中，应考虑采用地震组合工况对结构侧移进行验算。
? 随着结构高度的增加，风荷载对结构的影响超过地震荷载
2）带夹层或局部夹层的门式刚架
? 地震组合为控制工况，设计时必须考虑，应根据不同的规范和规程分别设计上部结构和夹层；
? 夹层下部结构应采用多层结构设计规范，厂房上部结构根据门式刚架技术规程进行设计。
3）四周为砖墙围护的门式刚架
? 为了保证砖墙的自承重与抗震性能，应根据规范要求设置圈梁及构造柱；
? 砖墙与刚架在荷载下变形不协调，需要预留一定的施工缝隙，并作好柔性连接构造；
? 四周为砖墙围护的门式刚架对侧移的控制要求严于相应的门式刚架，其侧移要小于施工缝隙，而且还要保证砖墙与承重结构连接可靠。
? 门式刚架计算时应考虑砖墙围护地震作用影响。
4）屋盖悬挂荷载较大的门式刚架
? 屋盖较大的悬挂荷载对门式刚架影响较大，计算时应考虑地震作用。
? 除了对刚架截面影响较大外，往往对刚架节点设计带来影响，端板上螺栓布置困难，尚无可靠的计算方法。
下面根据上述几种类型，给出笔者参与的几个工程实例图片：