门式刚架轻型房屋钢结构外维护墙采用砌体时的抗震设计0601.pdfVIP

海纳百川，有容乃大；壁立千仞，无欲则刚。——林则徐

门式刚架轻型房屋钢结构采用砌体外围护墙时的抗震设计

王兰国高吉照

提要：在工程设计中，建设单位出于对外围护墙体坚固耐久、安全美观等方面的考虑，

要求墙体采用砌体结构。这就给工程设计人员提出了如下问题：门式刚架轻型房屋钢结构外

围护墙体采用砌体结构时，如何进行抗震设计？本文将对此进行相关的探讨，供业内人士参

考。

关键词：门式刚架轻型房屋钢结构，砌体外围护墙，抗震设计

一、门式刚架的构造措施

《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》CECS102:2002中，1.0.2条说明，门式刚架轻型房

屋的外墙可采用砌体，此时应符合本规程第4.4.3条的规定，即门式刚架轻型房屋的外墙，当

抗震设防烈度不高于6度时，可采用嵌砌或非嵌砌砌体(砌在钢柱外侧的砌体)；当抗震设防

烈度为7度、8度时，可采用非嵌砌（贴砌）砌体，在构造上与刚架柱保持柔性连接。但规

没有细致说明两个不同性质材料如何协同变形，应采取哪些必要的构造措施。砌体与刚架柱

的连接，影响整个结构的动力性能与抗震能力。两者之间的连接处理不同时，影响也不同。

出于砌体墙与钢柱的变形刚度不同及墙体稳定性要求两方面考虑，在设计时可以采用如下两

种处理方法：其一是把砌体墙与钢柱脱开一定距离（可以根据柱顶位移大小确定），这时在水

平力作用下各自变形，互不影响，但砖墙必须满足考高厚比的要求，同时墙体内构造柱和圈

梁设置要满足非结构构件的构造要求。其二是做成柔性拉结，常见的是在柱上间距500焊一

对螺母，将钢筋折弯，一部分插入螺母，一部分埋入砖墙，另外还有Z形连接件、V形连接

件连接等。这时钢柱可以成为砖墙平面外稳定的侧向支点，砖墙的高厚比比较容易满足，而

且墙体不妨碍柱沿纵向的水平位移。此时可只考虑墙体的重量而不计其刚度和强度的影响。

砌体填充墙的不合理设置大致如下：柱间的填充墙不到顶，或在柱间局部高度砌墙，限制刚

架柱的变形，使这些柱处于短柱状态，导致其剪切破坏，应予以重视。

措施一：控制刚架的柱顶位移。这是最通常有效的防止砖砌体开裂的做法。

门式刚架的柱顶位移设计值的限值：无吊车情况，当采用砌体墙时，柱顶位移限值

为：h/240。

根据2004年4月《中国建筑金属结构协会建筑钢结构委员会》在唐山召开的《全国

建筑钢结构行业大会》的论文集中的CECS102:2002勘误，第12页，表3.4.2-1无吊车

情况，当采用砌体墙时，柱顶位移限值应为h/240，原1/100错误，特此说明。

措施二：墙体通过与刚架柱柔性连结，从而保证墙体稳定，防止墙体开裂。

一般说来，门式钢架结构的砌体围护墙是直接落地的，用墙下基础梁或条形基础承

担墙体自重，砌体围护墙本身满足砌体的受压和高厚比，保证稳定性；在构造上与刚架

柱采用柔性连接，顺利传递风载即可。

二、门式刚架的抗震设计

《建筑抗震设计规范》GB50011-2001第3.7.4规定，砌体围护墙应考虑对结构抗震的不

利影响，避免采用不合理设置而导致主体结构的破坏。第13.2.1规定，地震作用计算时，应

计入支承与结构构件的建筑构件的重力。对柔性连接的建筑构件，可不计入刚度；对嵌入抗

侧力构件平面内的刚性建筑非结构构件，可采用周期调整等简化方法计入其刚度的影响；一

般情况下不计入其抗震承载力，当有专门的构造措施时，尚可按有关规定计入其抗震承载力。

支承非结构构件的结构构件，应将非结构构件地震作用效应作为附加作用对待，并满足连接

件的锚固要求。

门式刚架轻型厂房一般不用考虑地震作用。对于用砌体墙作围护结构的门式刚架轻型厂

房，由于墙体比较高，质量比较大，在水平地震作用下墙体对刚架产生的水平力对柱的内力

影响比较大。一般是不能忽略的。

海纳百川，有容乃大；壁立千仞，无欲则刚。——林则徐

旧版的STS没有考虑这类附加重量作用的问题。早在90年代初期，PK程序刚