（2）由圖21可知，地震作用隨著結(jié)構(gòu)高度的增加而減弱。風荷載組合則是隨之增加，風荷載組合對結(jié)構(gòu)的側(cè)移的影響較地震作用要小，地震作用組合成為結(jié)構(gòu)側(cè)移的控制工況。邊柱的應力比控制為：0.53～0.54，中柱的應力比控制為：0.8～0.84，梁的應力比控制為：0.55～0.59（屋面梁），0.89～0.95（夾層主梁），計算夾層主梁未考慮混凝土對主梁的組合作用。對下部結(jié)構(gòu)的控制應根據(jù)多層結(jié)構(gòu)的相應規(guī)范，地震作用控制層間位移角為1/300，風荷載作用控制層間位移角為1/400。
（3）由圖22可知，地震作用組合隨著結(jié)構(gòu)高度的增加變化不明顯，而風荷載的變化同圖21。上部結(jié)構(gòu)的控制應根據(jù)門式剛架技術規(guī)程，控制柱頂側(cè)移。
這種結(jié)構(gòu)一般為地震作用組合控制，設計時時必須計算這種工況，但應依據(jù)不同規(guī)范和規(guī)程設計上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)。因此，對于這種結(jié)構(gòu)應根據(jù)不同的規(guī)范或規(guī)程進行設計控制，不可單純使用一種規(guī)范和規(guī)程來設計。
1.1.1 四周為磚墻圍護的單層門式剛架廠房
這種結(jié)構(gòu)類型同單層門式剛架工業(yè)廠房相比，主要區(qū)別在于：維護結(jié)構(gòu)的不同，四周為輕質(zhì)彩板維護，對柱頂側(cè)移控制相對較松；四周為磚墻維護，對柱頂側(cè)移控制較嚴。
四周為磚墻圍護的單層門式剛架廠房受力和變形有如下特點：
（1）磚墻和剛架所受荷載有所不同。屋面的風荷載由門式剛架承受，墻面的風荷載主要由墻體承受；對于地震作用，門式剛架承受鋼結(jié)構(gòu)和屋面受的荷載，磚墻承受自身所受的地震作用。為了保證磚墻的自承重，應該按照砌體結(jié)構(gòu)規(guī)范在磚墻內(nèi)部設置構(gòu)造柱和圈梁。
（2）磚墻和剛架柱屬于兩種完全不同的結(jié)構(gòu)，它們的周期和振型差別比較大，在荷載作用下它們的變形不協(xié)調(diào)。磚墻維護與承重結(jié)構(gòu)之間留有一定的施工縫隙，結(jié)構(gòu)在風荷載和地震作用下產(chǎn)生的最大側(cè)移必須小于施工縫隙，防止它們之間的碰撞。
（3）門式剛架柱平面外無墻體作用時，柱平面外穩(wěn)定問題突出，特別是廠房較高時，應根據(jù)計算需要設置一道或者多道柱間系梁，減少柱平面外長細比。同時系梁的布置在縱向方向要保證與柱間支撐協(xié)調(diào)傳力。
綜上，四周磚墻圍護的單層門式剛架在設計計算上與一般的單層門式剛架工業(yè)廠房有所區(qū)別，抗震措施也有很大不同，并且在側(cè)移控制要嚴于單層門式剛架工業(yè)廠房。
1.1.2 抗震設計要點
綜上分析，對于輕型房屋門式鋼架鋼結(jié)構(gòu)，下列情況需要進行抗震設防：
（1）高烈度區(qū)，8度以上
（2）吊車噸位較大，或工作制較高
（3）帶夾層或局部帶夾層
（4）帶磚混維護墻
（5）屋蓋懸掛荷載較大
這些類門式剛架廠房中，地震作用明顯，可能起控制作用，設計中需要考慮抗震。
總結(jié)上述分析結(jié)論，可得各典型情況下的抗震設計要點為：
1）帶吊車的門式剛架結(jié)構(gòu)
Ø 當?shù)踯噰嵨惠^大（15噸以上），或工作制較高（A5以上），應進行抗震設計。
Ø 隨著地震等級提高，地震荷載逐漸超過風荷載，成為結(jié)構(gòu)側(cè)移的控制荷載，但不是結(jié)構(gòu)強度控制工況；
Ø 在結(jié)構(gòu)設計中，應考慮采用地震組合工況對結(jié)構(gòu)側(cè)移進行驗算。
Ø 隨著結(jié)構(gòu)高度的增加，風荷載對結(jié)構(gòu)的影響超過地震荷載
2）帶夾層或局部夾層的門式剛架
Ø 地震組合為控制工況，設計時必須考慮，應根據(jù)不同的規(guī)范和規(guī)程分別設計上部結(jié)構(gòu)和夾層；
Ø 夾層下部結(jié)構(gòu)應采用多層結(jié)構(gòu)設計規(guī)范，廠房上部結(jié)構(gòu)根據(jù)門式剛架技術規(guī)程進行設計。
3）四周為磚墻圍護的門式剛架
Ø 為了保證磚墻的自承重與抗震性能，應根據(jù)規(guī)范要求設置圈梁及構(gòu)造柱；
Ø 磚墻與剛架在荷載下變形不協(xié)調(diào)，需要預留一定的施工縫隙，并作好柔性連接構(gòu)造；
Ø 四周為磚墻圍護的門式剛架對側(cè)移的控制要求嚴于相應的門式剛架，其側(cè)移要小于施工縫隙，而且還要保證磚墻與承重結(jié)構(gòu)連接可靠。
Ø 門式剛架計算時應考慮磚墻圍護地震作用影響。
4）屋蓋懸掛荷載較大的門式剛架
Ø 屋蓋較大的懸掛荷載對門式剛架影響較大，計算時應考慮地震作用。
Ø 除了對剛架截面影響較大外，往往對剛架節(jié)點設計帶來影響，端板上螺栓布置困難，尚無可靠的計算方法。
下面根據(jù)上述幾種類型，給出筆者參與的幾個工程實例圖片：
現(xiàn)行CECS102:2002《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術規(guī)程》對結(jié)構(gòu)的跨度、吊車噸位和柱距有一定要求。即：吊車噸位大于20t、吊車工作制大于A5。當不滿足限制條件時，不能按現(xiàn)行CECS102:2002《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術規(guī)程》進行設計，必須按照普通鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范（GB50017-2003）進行設計。筆者結(jié)合多年工程經(jīng)驗，建議采用輕型圍護門式剛架普通鋼結(jié)構(gòu)。其主要技術要求為：
（1）主承重結(jié)構(gòu)采用門式剛架（包括格構(gòu)式截面）；
（2）圍護結(jié)構(gòu)采用冷彎薄壁型鋼和壓型鋼板；
（3）門式剛架柱截面和吊車梁截面等承重結(jié)構(gòu)按《鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》設計（包括抗震設計）；
（4）門式剛架梁截面和檁條、墻梁、支撐等按《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術規(guī)程》設計；
（5）節(jié)點采用端板連接節(jié)點，或采用栓焊混合連接節(jié)點；
以筆者參與的多個工程為例，可知這種結(jié)構(gòu)形式可帶來較好的經(jīng)濟效益。其抗震設計方法應分別遵循《鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》和《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術規(guī)程》的要求即可，在此不再贅述。
1 結(jié)語
(1) 汶川地震中鋼結(jié)構(gòu)震害相對較小，這說明鋼結(jié)構(gòu)建筑具有良好的抗震性能，適合在高烈度區(qū)應用，但是在傳統(tǒng)重屋蓋鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房、大跨度公共建筑的圍護結(jié)構(gòu)以及輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)的圍護結(jié)構(gòu)和節(jié)點等仍存在鋼結(jié)構(gòu)事故實例。
(2) 鋼結(jié)構(gòu)房屋在強震作用下，往往表現(xiàn)為強度足夠，但側(cè)向剛度不足，且焊縫連接處常常發(fā)生脆性破壞。應采取措施提高結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度，提高焊接質(zhì)量。
(3) 單層門式剛架隨著結(jié)構(gòu)高度的增加，風荷載成為其設計的控制工況，而地震作用對結(jié)構(gòu)的影響很小，對于設防烈度不高的地區(qū)可以不必計算。
(4) 帶吊車的門式剛架地震作用組合對結(jié)構(gòu)側(cè)移的影響一般要大于風荷載組合，應該計算地震荷載對結(jié)構(gòu)的影響。
(5) 局部夾層的下部結(jié)構(gòu)地震作用是其控制工況，必須根據(jù)多層結(jié)構(gòu)的設計規(guī)范進行設計，上部結(jié)構(gòu)則根據(jù)門式剛架技術規(guī)程進行設計。
(6) 四周維護為磚墻的單層門式剛架對側(cè)移的控制要求要嚴于相應的門式剛架，其側(cè)移控制要小于施工縫隙，而且還要保證磚墻與承重結(jié)構(gòu)連接可靠，減小剛架柱平面外的計算長度，提高平面外的穩(wěn)定性。
(7) 屋蓋較大的懸掛荷載對門式剛架影響較大，計算時應考慮地震作用。
(8) 當結(jié)構(gòu)的跨度、吊車噸位和柱距不滿足CECS102:2002《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術規(guī)程》的限制要求時，建議采用輕型圍護門式剛架普通鋼結(jié)構(gòu)。
參考文獻：
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