（2）由圖21可知，地震作用隨著(zhù)結構高度的增加而減弱。風(fēng)荷載組合則是隨之增加，風(fēng)荷載組合對結構的側移的影響較地震作用要小，地震作用組合成為結構側移的控制工況。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。對下部結構的控制應根據多層結構的相應規范，地震作用控制層間位移角為1/300，風(fēng)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(zhù)結構高度的增加變化不明顯，而風(fēng)荷載的變化同圖21。上部結構的控制應根據門(mén)式剛架技術(shù)規程，控制柱頂側移。
這種結構一般為地震作用組合控制，設計時(shí)時(shí)必須計算這種工況，但應依據不同規范和規程設計上部結構和下部結構。因此，對于這種結構應根據不同的規范或規程進(jìn)行設計控制，不可單純使用一種規范和規程來(lái)設計。
1.1.1 四周為磚墻圍護的單層門(mén)式剛架廠(chǎng)房
這種結構類(lèi)型同單層門(mén)式剛架工業(yè)廠(chǎng)房相比，主要區別在于：維護結構的不同，四周為輕質(zhì)彩板維護，對柱頂側移控制相對較松；四周為磚墻維護，對柱頂側移控制較嚴。
四周為磚墻圍護的單層門(mén)式剛架廠(chǎng)房受力和變形有如下特點(diǎn)：
（1）磚墻和剛架所受荷載有所不同。屋面的風(fēng)荷載由門(mén)式剛架承受，墻面的風(fēng)荷載主要由墻體承受；對于地震作用，門(mén)式剛架承受鋼結構和屋面受的荷載，磚墻承受自身所受的地震作用。為了保證磚墻的自承重，應該按照砌體結構規范在磚墻內部設置構造柱和圈梁。
（2）磚墻和剛架柱屬于兩種完全不同的結構，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。磚墻維護與承重結構之間留有一定的施工縫隙，結構在風(fēng)荷載和地震作用下產(chǎn)生的最大側移必須小于施工縫隙，防止它們之間的碰撞。
（3）門(mén)式剛架柱平面外無(wú)墻體作用時(shí)，柱平面外穩定問(wèn)題突出，特別是廠(chǎng)房較高時(shí)，應根據計算需要設置一道或者多道柱間系梁，減少柱平面外長(cháng)細比。同時(shí)系梁的布置在縱向方向要保證與柱間支撐協(xié)調傳力。
綜上，四周磚墻圍護的單層門(mén)式剛架在設計計算上與一般的單層門(mén)式剛架工業(yè)廠(chǎng)房有所區別，抗震措施也有很大不同，并且在側移控制要嚴于單層門(mén)式剛架工業(yè)廠(chǎng)房。
1.1.2 抗震設計要點(diǎn)
綜上分析，對于輕型房屋門(mén)式鋼架鋼結構，下列情況需要進(jìn)行抗震設防：
（1）高烈度區，8度以上
（2）吊車(chē)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(lèi)門(mén)式剛架廠(chǎng)房中，地震作用明顯，可能起控制作用，設計中需要考慮抗震。
總結上述分析結論，可得各典型情況下的抗震設計要點(diǎn)為：
1）帶吊車(chē)的門(mén)式剛架結構
Ø 當吊車(chē)噸位較大（15噸以上），或工作制較高（A5以上），應進(jìn)行抗震設計。
Ø 隨著(zhù)地震等級提高，地震荷載逐漸超過(guò)風(fēng)荷載，成為結構側移的控制荷載，但不是結構強度控制工況；
Ø 在結構設計中，應考慮采用地震組合工況對結構側移進(jìn)行驗算。
Ø 隨著(zhù)結構高度的增加，風(fēng)荷載對結構的影響超過(guò)地震荷載
2）帶夾層或局部夾層的門(mén)式剛架
Ø 地震組合為控制工況，設計時(shí)必須考慮，應根據不同的規范和規程分別設計上部結構和夾層；
Ø 夾層下部結構應采用多層結構設計規范，廠(chǎng)房上部結構根據門(mén)式剛架技術(shù)規程進(jìn)行設計。
3）四周為磚墻圍護的門(mén)式剛架
Ø 為了保證磚墻的自承重與抗震性能，應根據規范要求設置圈梁及構造柱；
Ø 磚墻與剛架在荷載下變形不協(xié)調，需要預留一定的施工縫隙，并作好柔性連接構造；
Ø 四周為磚墻圍護的門(mén)式剛架對側移的控制要求嚴于相應的門(mén)式剛架，其側移要小于施工縫隙，而且還要保證磚墻與承重結構連接可靠。
Ø 門(mén)式剛架計算時(shí)應考慮磚墻圍護地震作用影響。
4）屋蓋懸掛荷載較大的門(mén)式剛架
Ø 屋蓋較大的懸掛荷載對門(mén)式剛架影響較大，計算時(shí)應考慮地震作用。
Ø 除了對剛架截面影響較大外，往往對剛架節點(diǎn)設計帶來(lái)影響，端板上螺栓布置困難，尚無(wú)可靠的計算方法。
下面根據上述幾種類(lèi)型，給出筆者參與的幾個(gè)工程實(shí)例圖片：
現行CECS102:2002《門(mén)式剛架輕型房屋鋼結構技術(shù)規程》對結構的跨度、吊車(chē)噸位和柱距有一定要求。即：吊車(chē)噸位大于20t、吊車(chē)工作制大于A(yíng)5。當不滿(mǎn)足限制條件時(shí)，不能按現行CECS102:2002《門(mén)式剛架輕型房屋鋼結構技術(shù)規程》進(jìn)行設計，必須按照普通鋼結構設計規范（GB50017-2003）進(jìn)行設計。筆者結合多年工程經(jīng)驗，建議采用輕型圍護門(mén)式剛架普通鋼結構。其主要技術(shù)要求為：
（1）主承重結構采用門(mén)式剛架（包括格構式截面）；
（2）圍護結構采用冷彎薄壁型鋼和壓型鋼板；
（3）門(mén)式剛架柱截面和吊車(chē)梁截面等承重結構按《鋼結構設計規范》設計（包括抗震設計）；
（4）門(mén)式剛架梁截面和檁條、墻梁、支撐等按《門(mén)式剛架輕型房屋鋼結構技術(shù)規程》設計；
（5）節點(diǎn)采用端板連接節點(diǎn)，或采用栓焊混合連接節點(diǎn)；
以筆者參與的多個(gè)工程為例，可知這種結構形式可帶來(lái)較好的經(jīng)濟效益。其抗震設計方法應分別遵循《鋼結構設計規范》和《門(mén)式剛架輕型房屋鋼結構技術(shù)規程》的要求即可，在此不再贅述。
1 結語(yǔ)
(1) 汶川地震中鋼結構震害相對較小，這說(shuō)明鋼結構建筑具有良好的抗震性能，適合在高烈度區應用，但是在傳統重屋蓋鋼結構工業(yè)廠(chǎng)房、大跨度公共建筑的圍護結構以及輕型房屋鋼結構的圍護結構和節點(diǎn)等仍存在鋼結構事故實(shí)例。
(2) 鋼結構房屋在強震作用下，往往表現為強度足夠，但側向剛度不足，且焊縫連接處常常發(fā)生脆性破壞。應采取措施提高結構側向剛度，提高焊接質(zhì)量。
(3) 單層門(mén)式剛架隨著(zhù)結構高度的增加，風(fēng)荷載成為其設計的控制工況，而地震作用對結構的影響很小，對于設防烈度不高的地區可以不必計算。
(4) 帶吊車(chē)的門(mén)式剛架地震作用組合對結構側移的影響一般要大于風(fēng)荷載組合，應該計算地震荷載對結構的影響。
(5) 局部夾層的下部結構地震作用是其控制工況，必須根據多層結構的設計規范進(jìn)行設計，上部結構則根據門(mén)式剛架技術(shù)規程進(jìn)行設計。
(6) 四周維護為磚墻的單層門(mén)式剛架對側移的控制要求要嚴于相應的門(mén)式剛架，其側移控制要小于施工縫隙，而且還要保證磚墻與承重結構連接可靠，減小剛架柱平面外的計算長(cháng)度，提高平面外的穩定性。
(7) 屋蓋較大的懸掛荷載對門(mén)式剛架影響較大，計算時(shí)應考慮地震作用。
(8) 當結構的跨度、吊車(chē)噸位和柱距不滿(mǎn)足CECS102:2002《門(mén)式剛架輕型房屋鋼結構技術(shù)規程》的限制要求時(shí)，建議采用輕型圍護門(mén)式剛架普通鋼結構。
參考文獻：
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