H.2 多层钢结构厂房

H.2.1 考虑多层厂房受力复杂,其抗震等级的高度分界比民用建筑有所降低。

H.2.2 当设备、料斗等设备穿过楼层时,由于各楼层梁的竖向挠度难以同步,如采用分层支承,则各楼层结构的受力不明确。同时,在水平地震作用下,各层的层间位移对设备、料斗产生附加作用效应,严重时可损坏设备。
    细而高的设备必须借助厂房楼层侧向支承才能稳定,楼层与设备之间应采用能适应层间位移差异的柔性连接。
    装料后的设备、料斗总重心接近楼层的支承点处,是为了降低设备或料斗的地震作用对支承结构所产生的附加效应。

H.2.3 结构布置合理的支撑位置,往往与工艺布置冲突,支撑布置难以上下贯通,支撑平面布置错位。在保证支撑能把水平地震作用通过适当的途径,可靠地传递至基础前提下,支撑位置也可不设置在同一柱间。

H.2.6 本条与2001规范相比,主要增加关于阻尼比的规定:
    在众值烈度的地震作用下,结构处于弹性阶段。根据33个冶金钢结构厂房用脉动法和吊车刹车进行大位移自由衰减阻尼比测试结果,钢结构厂房小位移阻尼比为0.012~0.029之间,平均阻尼比0.018;大位移阻尼比为0.0188~0.0363之间,平均阻尼比0.026。与本规范第8.2.2条协调,规定多遇地震作用计算的阻尼比取0.03~0.04。板件宽厚比限值的选择计算的阻尼比也取此值。当结构经受强烈地震作用(如中震、大震等)时,考虑到结构已可能进入非弹性阶段,结构以延性耗能为主。因此,罕遇地震分析的阻尼比可适当取大一些。

H.2.7 “强柱弱梁”抗震概念,考虑的不仅是单独的梁柱连接部位,在更大程度上是反映结构的整体性能。多层工业厂房中,由于工艺设备布置的要求,有时较难做到“强柱弱梁”要求,因此,应着眼于结构整体的角度全面考虑和计算分析。
    对梁柱节点左右梁端和上下柱端的全塑性承载力的验算要求,比本规范第8.2.5条增加两种例外情况:
    ①单层或多层结构顶层的低轴力柱,弹塑性软弱层的影响不明显,不需要满足要求。
    ②柱列中允许占一定比例的柱,当轴力较小而足以限制其在地震下出现不利反应且仍有可接受的刚度时,可不必满足强柱弱梁要求(如在厂房钢结构的一些大跨梁处、民用建筑转换大梁处)。条文中的柱列,指一个单线柱列或垂直于该柱列方向平面尺寸10%范围内的几列平行的柱列。

H.2.8 框架柱长细比限值大小对钢结构耗钢量有较大影响。构件长细比增加,往往误解为承载力退化严重。其实,这时的比较对象是构件的强度承载力,而不是稳定承载力。构件长细比属于稳定设计的范畴(实质上是位移问题)。构件长细比愈大,设计可使用的稳定承载力则愈小。在此基础上的比较表明,长细比增加,并不表现出稳定承载力退化趋势加重的迹象。
    显然,框架柱的长细比增大,结构层间刚度减小,整体稳定性降低。但这些概念上已由结构的最大位移限值、层间位移限值、二阶效应验算以及限制软弱层、薄弱层、平面和竖向布置的抗震概念措施等所控制。美国AISC钢结构规范在提示中述及受压构件的长细比不应超过200,钢结构抗震规范未作规定;日本BCJ抗震规范规定柱的长细比不得超过200。条文参考美国、欧洲、日本钢结构规范和抗震规范,结合我国钢结构设计习惯,对框架柱的长细比限值作出规定。
    当构件长细比不大于125(弹塑性屈曲范围)时,长细比的钢号修正项才起作用。
    抗侧力结构构件的截面板件宽厚比,是抗震钢结构构件局部延性要求的关键指标。板件宽厚比对工程设计的耗钢量影响很大。考虑多层钢结构厂房的特点,其板件宽厚比的抗震等级分界,比民用建筑降低10m。
    多层钢结构厂房的支撑布置往往受工艺要求制约,故增大其地震组合设计值。为避免出现过度刚强的支撑而吸引过多的地震作用,其长细比宜在弹性屈曲范围内选用。条文给出的柱间支撑长细比限值,下限值与欧洲规范的X形支撑、美国规范特殊中心支撑框架(SCBF)、日本规范的BB级支撑相当,上限值要稍严些。条文限定支撑长细比下限值的原因是,长细比在部分弹塑性屈曲范围(60≤λ≤125)中心受压构件,表现为承载力值不稳定,滞回环波动大。