關(guān)于輕鋼結(jié)構(gòu)抗震的若干問(wèn)題探討

摘要：輕鋼結(jié)構(gòu)具有良好的結(jié)構(gòu)性能和自重輕的特點(diǎn)，隨著建筑行業(yè)的嚴(yán)格要求日漸被廣大建筑設(shè)計(jì)人員推崇，其次有因其具有節(jié)能、環(huán)保等有優(yōu)點(diǎn)得到政府部門的認(rèn)可，輕鋼結(jié)構(gòu)在國(guó)外已經(jīng)得到應(yīng)用，在我國(guó)正積極的推廣使用，由于近年來(lái)地震的影響，提高人們對(duì)地震的敏感度，人們對(duì)于建筑的抗震性越來(lái)越重視，因此建筑行業(yè)也發(fā)生了大改革，建筑節(jié)能技術(shù)研究檢測(cè)報(bào)告指出，輕鋼結(jié)構(gòu)建筑節(jié)能性超過(guò)混凝土結(jié)構(gòu)，輕鋼結(jié)構(gòu)建筑是一種真正的可持續(xù)節(jié)能建筑，節(jié)能效果好，抗震能力強(qiáng)等特點(diǎn)成為我國(guó)建筑行業(yè)中不可缺少的一部分。

關(guān)鍵詞：輕鋼結(jié)構(gòu)；抗震；體系構(gòu)造

1.輕鋼結(jié)構(gòu)的破壞形式

輕鋼結(jié)構(gòu)在地震中較難發(fā)生整體性的破壞，大部分情況是發(fā)生節(jié)點(diǎn)及柱腳破壞或是受力構(gòu)件的破壞。在低層輕鋼結(jié)構(gòu)平面與立面設(shè)計(jì)上，宜盡量遵循簡(jiǎn)單和對(duì)稱的原則，縮小結(jié)構(gòu)的質(zhì)量中心與剛度中心的偏差。柱腳破壞主要形式是柱腳錨栓的拉裂破壞。柱的破壞包括翼緣屈曲、撕裂、脆斷以及拼接不當(dāng)產(chǎn)生的裂縫等。梁的破壞包括腹板和翼緣的屈曲、截面扭轉(zhuǎn)屈曲和腹板裂縫等。加勁板與腹板的節(jié)點(diǎn)破壞主要表現(xiàn)為屈曲以及開(kāi)裂狀況。梁的節(jié)點(diǎn)破壞主要發(fā)生在梁的下翼緣處，梁柱節(jié)點(diǎn)采用焊接連接的輕鋼結(jié)構(gòu)在施工過(guò)程中應(yīng)保證梁端下翼緣的焊接質(zhì)量。

2.低層輕鋼結(jié)構(gòu)各體系抗震構(gòu)造措施

2.1 樓蓋抗震構(gòu)造措施

低層輕鋼結(jié)構(gòu)樓面體系由樓面結(jié)構(gòu)板、托梁、支撐、連接件和加勁件等構(gòu)成。常見(jiàn)的樓面結(jié)構(gòu)板材料為OSB板、纖維水泥壓力板、ALC板、紙面石膏板等，要求選用的樓面結(jié)構(gòu)板厚度不小于15mm。為增強(qiáng)樓面腹板局部穩(wěn)定性，樓面梁集中荷載處宜設(shè)置樓面腹板槽形承壓加勁件；樓面板不宜懸挑出外墻超過(guò)1.2m。

當(dāng)輕鋼結(jié)構(gòu)的樓蓋懸挑并且上部有承重墻體時(shí)，懸臂梁的懸挑段長(zhǎng)度不可以超過(guò)跨度的1/3。

樓面梁是輕鋼結(jié)構(gòu)樓蓋體系中的重要受力構(gòu)件，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿足保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定所需要的強(qiáng)度與剛度要求。受拉樓面梁的長(zhǎng)細(xì)比限值為350，樓面托梁的布置間距宜為400mm～600mm。樓面連續(xù)梁跨度較大時(shí)在跨中處應(yīng)均勻設(shè)置剛性支撐或鋼帶支撐，支撐沿支座方向設(shè)置，間距一般要求不大于3m，懸挑梁在支承處設(shè)置剛性支撐件。樓蓋體系各位置的構(gòu)件之間應(yīng)全部采用螺栓進(jìn)行可靠的連接。輕鋼結(jié)構(gòu)建筑樓面系統(tǒng)與基礎(chǔ)或承重外墻的連接要求見(jiàn)表1。

2.2 墻體抗震構(gòu)造措施

輕鋼結(jié)構(gòu)墻體由立柱、墻體結(jié)構(gòu)面板、頂部和底部導(dǎo)梁組成，除此之外，承重墻和抗震墻還應(yīng)該增設(shè)支撐、拉條和撐桿。墻體是輕鋼結(jié)構(gòu)體系的重要部件，具有承重、抗側(cè)力以及圍護(hù)的作用。輕鋼結(jié)構(gòu)墻體按照受力功能可分為：承重墻、抗震墻和非承重墻三種。承重墻承擔(dān)結(jié)構(gòu)豎向的荷載，抗震墻承擔(dān)水平方向的荷載，包括風(fēng)荷載與水平地震力。

輕鋼結(jié)構(gòu)中，受壓立柱的長(zhǎng)細(xì)比限值為200?？拐饓统兄貕υ诹⒚婧推拭嬖O(shè)計(jì)上，要求單層墻高不超過(guò)3.3m，且盡量保持上下層墻體在同一垂直面內(nèi)，若有錯(cuò)位情況，錯(cuò)位距離不應(yīng)大于2m。為增強(qiáng)輕鋼結(jié)構(gòu)整體抗傾覆能力，抗震墻在上下墻連接時(shí)應(yīng)使用抗拔連接件，布置在抗震墻體的端部、洞口兩側(cè)以及拼接處，間距在1.2m～6m，型號(hào)大于M16?？拐饓εc基礎(chǔ)之間連接除使用抗拔連接件外還應(yīng)設(shè)置地腳螺栓，地腳螺栓最小直徑限值為12mm，最大布置間距為1200mm，埋入深度應(yīng)不小于螺栓直徑的25倍。對(duì)于非承重墻與僅承受豎向力的承重墻可不設(shè)置抗拔連接件。墻體龍骨骨架中立柱的間距宜為400mm～600mm。輕鋼結(jié)構(gòu)門窗過(guò)梁的截面分為箱形、工字形與L 形，要求通過(guò)螺釘和角鋼等連接件與主柱可靠連接。在承重墻或抗震墻的墻體結(jié)構(gòu)板沒(méi)有與立柱連接的情況下，應(yīng)在未連接的那一側(cè)設(shè)鋼帶或撐桿。

2.3 屋蓋抗震構(gòu)造措施

輕鋼結(jié)構(gòu)屋蓋體系由屋面板、屋架、檁條、支撐和覆蓋的屋面材料等組成。在屋面材料的選擇上，壓型鋼板因其高強(qiáng)耐用、輕質(zhì)美觀的優(yōu)點(diǎn)成為應(yīng)用最廣泛的輕鋼結(jié)構(gòu)屋面材料。在低層輕鋼結(jié)構(gòu)中，一般常采用三角形有檁屋架或三鉸拱有檁屋架形式。當(dāng)屋架采用鋼帶拉條支撐時(shí)，支撐與所有屋架交點(diǎn)處應(yīng)用螺釘連接。屋架下弦宜鋪設(shè)結(jié)構(gòu)板或設(shè)置縱向支撐桿件，腹桿宜設(shè)置縱向側(cè)向支撐或交叉支撐，屋架上弦桿的下翼緣和屋架下弦桿上的上翼緣應(yīng)設(shè)置水平支撐，支撐型鋼厚度不小于0.84mm。若使用鋼帶支撐，鋼帶支撐的最小截面為40mm×0.84mm，間距不大于1.2mm。

3.開(kāi)洞要求

梁柱的翼緣板和卷邊不得開(kāi)孔，只允許在梁柱腹板的中心線上開(kāi)孔，孔口需采用加強(qiáng)措施，加強(qiáng)件選用鋼板或者槽型鋼，厚度不小于開(kāi)孔構(gòu)件腹板的厚度。低層輕鋼結(jié)構(gòu)不宜在墻體轉(zhuǎn)角處開(kāi)洞，墻體門窗洞口上設(shè)過(guò)梁和立柱，立柱不宜拼接并應(yīng)與頂?shù)讓?dǎo)梁連接。樓面板開(kāi)洞一般是為滿足鋪設(shè)管線的需求，開(kāi)洞的寬度一般不大于2.4m，洞口的下部應(yīng)有桁架或箱形截面梁加強(qiáng)，樓面結(jié)構(gòu)板洞口周圍有設(shè)置抗剪墻體的下部可以不用樓面梁加強(qiáng)。樓面板開(kāi)多個(gè)洞口的情況，洞口中心距離最小值600mm，直徑不大于腹板厚度的一半與65mm中的較小值。洞口邊緣至最近端部支承構(gòu)件邊緣的凈距不小于300mm。樓面板開(kāi)洞不能滿足上述要求的，應(yīng)用鋼板或槽型鋼補(bǔ)強(qiáng)，厚度不小于補(bǔ)強(qiáng)構(gòu)件的厚度。除滿足上述構(gòu)造措施外，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的時(shí)候應(yīng)進(jìn)行全面的計(jì)算，以此來(lái)選定各構(gòu)件的型號(hào)與布置情況。

4.結(jié)語(yǔ)

低層輕鋼結(jié)構(gòu)屬于可回收利用的節(jié)能環(huán)保型建筑，應(yīng)該在我國(guó)進(jìn)行推廣性建設(shè)。輕鋼結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)涉及很多方面，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)全面地考慮各個(gè)方面的因素，設(shè)計(jì)出符合抗震要求的輕鋼結(jié)構(gòu)建筑。

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