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2002 MBMA作了那些修改

作者：蔡 益 燕    
時(shí)間：2009-12-22 20:26:10 [收藏]
1．概述
    1．概述
    　　　　蔡 益 燕　　撓度限值的規(guī)定，MBMA 1996也未給出，鑒于它對(duì)設(shè)計(jì)關(guān)系較大，故作全文介紹。從中可以看到，CECS102：2002采用的柱頂位移限值是與IBC2000的規(guī)定一致的，采用砌體外墻時(shí)柱頂位移限值應(yīng)取1/240。在腳注中給出的檁條和墻梁的撓度限值，可以補(bǔ)充現(xiàn)有規(guī)定的不足。


    注：
    1.采用壓型鋼板屋面時(shí)，荷載引起的總位移不得大于L/60。支承壓型鋼板的次要構(gòu)件在活荷載下的撓度不應(yīng)大于L/150。支承壓型鋼板側(cè)墻的次要構(gòu)件在風(fēng)荷載下的撓度不應(yīng)大于L/90。對(duì)屋面的規(guī)定僅適用于無(wú)復(fù)蓋層的壓型鋼板。
    2.高度不大于6英尺、柔性、可折疊和便攜式內(nèi)隔墻，不受本表規(guī)定的限制。內(nèi)隔墻的撓度限值是根據(jù)IBC 1607.13節(jié)規(guī)定的水平荷載得出的。
    3.玻璃支承見IBC 2403節(jié)
    4.安裝時(shí)濕度小于16%的木構(gòu)件，且在干燥條件下使用，可用活荷載+1/2恒載引起的撓度代替恒載+活載引起的撓度。
    5.上述撓度不保證防積水。沒有足夠坡度或起拱能確保排水的屋面，應(yīng)研究排水措施。雨水和積水要求可參見IBC 1661，屋面排水要求參見IBC 1503。IBC不要求屋面坡度等于或大于1/4英寸/英尺（即1/48——譯注）。但小于此坡度時(shí)應(yīng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，以確保具有足夠剛度，排除下雨或積雪溶化時(shí)撓度持續(xù)增大（失穩(wěn)）。分析時(shí)應(yīng)考慮積水面積的排水系統(tǒng)阻塞。
    6.計(jì)算圍護(hù)構(gòu)件時(shí)，其撓度限值這里是按風(fēng)荷載的0.7倍考慮的。
    2. 荷載
    　　2.1 附加荷載

    　　2.2屋面活荷載
    MBMA不同坡度時(shí)的屋面活荷載（psf）

    　　2.3風(fēng)荷載
    　　2002 MBMA風(fēng)荷載改用了美國(guó)荷載規(guī)范(ASCE7-98)中對(duì)低矮房屋的風(fēng)荷載規(guī)定,考慮內(nèi)壓力的影響,即取外壓力與內(nèi)壓力的組合，而內(nèi)壓力有正負(fù)之分，使風(fēng)荷載組合工況增加了一倍。此外，增加了多個(gè)雙坡相連的屋頂風(fēng)荷載和鋸齒形屋頂?shù)娘L(fēng)荷載體形系數(shù)，都是將單個(gè)雙坡或單個(gè)單坡屋蓋的風(fēng)荷載體形系數(shù)重復(fù)用于每個(gè)相應(yīng)的受風(fēng)面上。
    　　2.4 抗震設(shè)計(jì)
    　　其中首次列入了抗震計(jì)算例題。該例題橫向?yàn)?5+70+65英尺的三跨雙坡剛架；縱向柱距25英尺（約7.6m），長(zhǎng)度10×25英尺，設(shè)了3道屋蓋橫向水平支撐(含柱間支撐)，端部支撐設(shè)置在第2開間，支撐間隔為3個(gè)開間,支撐間隔為3個(gè)開間,長(zhǎng)度3×7.6≈23m,比我們規(guī)定的36～45m小得多。CECS 102對(duì)支撐間距的規(guī)定曾參考余洲亮譯《金屬房屋體系》插圖，但沒有明確文字依據(jù)，此例題應(yīng)更具示范性。它表明圓鋼支撐剛度較小，支撐間隔不宜太大。
    　　該例題是按IBC 2000規(guī)定做的。是第一個(gè)較完整的例題。但只作了內(nèi)力計(jì)算，未對(duì)位移計(jì)算作說(shuō)明。有以下特點(diǎn)：
    　　1．除對(duì)橫向剛架進(jìn)行計(jì)算外，還對(duì)山墻支撐框架和側(cè)墻支撐框架進(jìn)行了計(jì)算。特別說(shuō)明山墻和側(cè)墻都采用僅能受拉的圓鋼支撐。
    　　2．美國(guó)抗震計(jì)算是按設(shè)防烈度（中震）考慮延性系數(shù)R確定地震力，因?yàn)檫M(jìn)入彈塑性，位移要乘放大系數(shù) ；用較大篇幅考慮場(chǎng)地類別和影響，我國(guó)是按小震彈性設(shè)計(jì)，計(jì)算方法有很大差異，計(jì)算過(guò)程無(wú)法參考。
    　　3．框架的自振周期，根據(jù)房屋高度和結(jié)構(gòu)形式，采用下列近似計(jì)算公式：

    　　該式對(duì)于小坡度屋頂，三種框架的高度均取檐口高度。若用SI制表示，高度用m，則應(yīng)乘
    換算系數(shù)2.44。
    　　在門式剛架輕鋼房屋中，橫向框架為剛架，山墻框架可用抗彎框架或支撐框架，側(cè)墻框架總是支撐框架。當(dāng)山墻和第一榀橫向剛架間采用柔性屋面時(shí)，山墻框架的自振周期可分別計(jì)算。
    　　門式剛架輕鋼房屋的基本自振周期通常不由動(dòng)力分析確定，而采用上述計(jì)算公式。用動(dòng)力分析方法確定也是允許的，但I(xiàn)BC規(guī)定，此時(shí)抗震設(shè)計(jì)的基底剪力不應(yīng)大于
    是按IBC表1617.4.2確定的系數(shù)。該限制對(duì)計(jì)算位移時(shí)不適用，因此由動(dòng)力分析法確定基本自振周期，在某些情況下也有用。
    　　4．門式剛架輕鋼房屋通常都是將結(jié)構(gòu)分成很多二維框架進(jìn)行計(jì)算的。對(duì)每個(gè)框架的有效重量分別進(jìn)行計(jì)算。另外，通常將墻重的一半歸入屋頂標(biāo)高，另一半歸入地面標(biāo)高。
    　　混凝土墻或砌體墻在平行于墻面抗側(cè)力結(jié)構(gòu)方向的墻重，在計(jì)算縱向支撐時(shí)可不計(jì)入。
    　　但對(duì)于沿墻高的幾個(gè)點(diǎn)與框架結(jié)構(gòu)相連的鋼墻板不適用。
    　　5．在門式剛架輕鋼房屋中，側(cè)墻框架的抗側(cè)力體系由圓鋼或支撐構(gòu)成，條件允許時(shí)也可用其它結(jié)構(gòu)體系。除非側(cè)墻要承受除自重外的其它荷載，否則不應(yīng)選用砌體墻，而應(yīng)選用鋼墻板和支撐框架體系。金屬房屋中連接的少量偏心，通常認(rèn)為是可以接受的，可按普通中心支撐框架處理。
    　　抗震等級(jí)為A、B、C的房屋，有另一種重要的選擇。這些房屋可以按“不采用專門抗震構(gòu)造措施的結(jié)構(gòu)體系”設(shè)計(jì)。在地震力較高時(shí)，此項(xiàng)選擇的優(yōu)點(diǎn)是可忽略AISC抗震設(shè)計(jì)和構(gòu)造規(guī)定的要求，選擇AISC關(guān)于在風(fēng)荷載下的設(shè)計(jì)規(guī)定。
    　　6．單層剛架可用于高度不超過(guò)18m（60英尺），剛性節(jié)點(diǎn)的現(xiàn)場(chǎng)連接采用端板式螺栓連接，屋面自重不大于0.73.5kN/m2 (15psf)。墻高超出基礎(chǔ)底面12m（35英尺）以上的部分，其自重不得大于0.73.5kN/m2 (15psf)。
    　　7．對(duì)于抗震等級(jí)為A、B、C，未采用專門抗震構(gòu)造措施的結(jié)構(gòu)，其R值可取等于3。可用增大地震力來(lái)降低連接抗震設(shè)計(jì)力。
    　　8．美國(guó)規(guī)范計(jì)算結(jié)構(gòu)地震力時(shí)要乘最小贅余度系數(shù),表示該幢房屋中1榀框架能承受的最小地震力,表明按此設(shè)計(jì)可較安全。但對(duì)于抗震等級(jí)為A、B、C的結(jié)構(gòu)不需乘最小贅余度系數(shù)。在計(jì)算贅余度系數(shù)時(shí),偏于保守地不考慮搖擺柱的影響。贅余度系數(shù)與所考慮的某框架具體跨間承受的剪力與房屋總剪力之比
    =1/6，結(jié)果得出縱向框架的贅余度系數(shù)最高。它表明縱向支撐多設(shè)置一些，或間距小些，可提高支撐框架的抗震性能，即柱間支撐間距與地震烈度有關(guān)，支撐多設(shè)將增大贅余度系數(shù)，增大剛度，使地震力增大。橫向剛架柱腳有剛接和鉸接之分，邊柱鉸接分擔(dān)的剪力增大，鉸接柱要承受水平地震剪力引起的豎向反力。搖擺柱在計(jì)算贅余度系數(shù)時(shí)可按不存在考慮。
    　　9. 按美國(guó)做法，計(jì)算有效地震重力時(shí)是將附加荷載包括在內(nèi)的。根據(jù)初步試算確定的構(gòu)件截面尺寸，最后設(shè)計(jì)時(shí)要進(jìn)行校核，看是否需要修改。
    　　10．抗震設(shè)計(jì)是按很多平面結(jié)構(gòu)，對(duì)橫向剛架、山墻框架和側(cè)墻框架分別進(jìn)行計(jì)算的。進(jìn)行計(jì)算的。
    　　11．在平行于側(cè)墻的方向，當(dāng)采用混凝土墻或砌體時(shí)不考慮框架承受墻荷載，假設(shè)它們自身能承受平面內(nèi)的荷載。也就是說(shuō)，在縱向支撐的地震荷載計(jì)算時(shí)不考慮側(cè)墻荷載。但是對(duì)于沿高在若干點(diǎn)與鋼框架連接的金屬墻板，此規(guī)定不適用。在本例題中，側(cè)墻和山墻都采用鋼墻板。
    　　12．抗震等級(jí)為D、E、F的位于軟弱地基上的2層及以下房屋，采用受拉圓鋼支撐時(shí)，房屋高度是受限制的，支撐的連接應(yīng)按特殊荷載組合設(shè)計(jì)。

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