門式剛架輕型房屋鋼結構的受力性能有很多特點，對它的抗震設計應如何對待，《建筑抗震設計規(guī)范》GB50011-2010未作規(guī)定，設計人員和學者表示關切，個別讀者曾認為沒有規(guī)定，問題很大，影響了結構的安全。本文對此作初步探討，意在拋磚引玉。
在MBMA《低層房屋建筑體系手冊》1996中提到，“金屬房屋建筑體系因為自重輕，設計一般不受地震力控制。過去的震害調查表明，金屬房屋體系的性能比其它結構形式好得多“。因為采用這種建筑體系的項目，其與埸地土壤剖面有關的設計數(shù)據(jù)往往不全，按ASCE 7-95的第D類埸地（剛性土壤）進行地震力計算”。
影響輕鋼房屋抗震設計的有利因素較多：
1）屋面結構自重很輕，即使在強震下產生的地震作用也是較小的。
2）結構位移不受圍護結構限制，柱頂?shù)奈灰葡拗禐橹叩?/60。
3）實測柱頂位移總是比計算值小很多。因為面板的蒙皮作用和結構的空間作用都未考慮；MBMA手冊和國內的課題研究都確認此事實。國內課題研究表明，實測位移只有計算值的一半左右。
4）結構有極好的延性，梁柱構件采用的端板連接是半剛性的，剛架橫梁有較好的耗能能力。
5）汶川大地震后，鋼結構專業(yè)人員在震害波及地區(qū)作了全面考察，也未見這種房屋倒塌。
6）MBMA抗震導則規(guī)定，R=3時不需作抗震計算，R是與結構延性有關的系數(shù)?？拐鹪O計規(guī)范（2010）規(guī)定，0.15g以下不需作抗震計算。
7）美國MBMA出版了《金屬房屋體系抗震設計導則》，我們查閱有關資料，發(fā)現(xiàn)抗震設計時的柱頂位移限值建議取柱高的1/80，這個數(shù)值還達不到設計位移限值，看來二階分析的意義也不大。CECS102規(guī)定不考慮風荷載和地震同時作用，但對最小設計風壓應有規(guī)定。在考慮風荷載最小允許值時，美國ASCE7-05規(guī)定主要抗風結構的風荷載不得小于0.48 kN/m2（10lb/ft2），構件和面板在任一方向的風載也應滿足此值。規(guī)定設計最小風壓也有利于減少這種結構的風災。地震作用是重力荷載代表值引起的，分析時，剛架地震作用應分別作用于剛架兩端而不是完全作用在一端。對于符合抗震設計要求的結構，傳遞風力的縱向構件，包括剛性系桿、檁條兼作的系桿等及其連接，也應檢驗是否滿足抗震設計要求，抗震要考慮地震作用來自各個方向。在構造設計方面，柱間支撐、支撐連接、柱腳設計和夾層設計等部位應該是重點，應采取加強的構造措施。對于地震控制的桿件，其截面的板件寬厚比限值和長系比限值宜適當調整，但不宜統(tǒng)一規(guī)定限值，宜根據(jù)具體情況適當處理，以免不必要地增加結構用鋼量。
目前我國只有因雪災和風災引起嚴重破壞或倒塌的例子，以及因施工不當引起倒塌的例子，還沒有因震害造成倒塌的實例。MBMA規(guī)定的金屬房屋體系，其自重和荷載均大于我國規(guī)定。對我國常用跨度的門式剛架輕鋼房屋，抗震設計至少不是迫切問題。但少數(shù)門式剛架的跨度和構件截面較大，我國已經有72米跨的機庫和糧庫采用這種結構體系，對于這類大型重要建筑，構件和結構自重較大，考慮抗震安全應該是必要的，應采取必要的重要性系數(shù)。MBMA的抗震設計導則重點，似乎放在帶夾層房屋的抗震設計。
抗震規(guī)范-2010版的9.2節(jié)列入了單層鋼結構廠房, 在條文說明中指出,：“單層鋼結構廠房在地震中破壞較輕,但也有損壞或坍塌的.因此,單層鋼結構廠房進行抗震設防是必要的。本次修訂仍不包括輕型鋼結構廠房。”也就是說，新抗規(guī)它的抗震未提出規(guī)定。
關于是否需要抗震，我個人認為，可提供幾點判別：
1）抗震規(guī)范-2010將7度0.15g及以上列為強震，低于0.15g可以放寬。為了和抗規(guī)協(xié)調，7度0.15g及以上還是要進行抗震設計的。
2）陳紹蕃老師作為抗震規(guī)范-2001編制組的顧問，曾對廠房鋼結構的抗震提過如下意見：廠房鋼結構的特點是，有的受地震控制有的不受地震控制，當不受地震控制時，可不考慮抗震。此建議對門式剛架是適用的。
3）修訂中的國家標準《
鋼結構設計規(guī)范》列入了抗震設計內容，廠房結構組的修訂草案建議，
鋼結構廠房采用輕型屋面和墻面時，地震作用效應不大，建用二倍多遇地震組合進行一階分析，取代二階分析等抗震驗算，并采取適當?shù)目拐饦嬙齑胧４私ㄗh可供門式剛架輕型鋼結構房屋設計參考。
4）對于大跨度重要設施，宜考慮抗震要求。
關于夾層設計，由自重引起的內力當然必需考慮。在抗震方面，首先應確定是否要考慮抗震。輕質材料樓板和木樓蓋不需考慮抗震，混凝土樓板要考慮抗震。選用什么方法？美國抗震導則提供兩個辦法：
一考慮夾層引起的扭矩，對房屋進行結構整體分析；
—或將夾層用防震縫隔開，使主體結構在地震時不受夾層的影響?？拐鹨?guī)范規(guī)定，對砼結構防震縫寬50～70mm,對鋼結構未提出具體規(guī)定。
第一種方法計算太繁，缺乏實用性。第二種方法理論上容易，但做起來不容易。
有專家建議，可在夾層周邊兩個方向設置較強支撐，使夾層產生的地震力可由其周邊支撐承受。至于夾層在房屋結構中引起的地震力，因為設計不考慮地震作用和最大風荷載同時出現(xiàn)，可予忽略。此法最簡便，也可考慮。
參考文獻
[1]MBMA，Metal Building Systems Manual,2002
[2]MBMA Seismic Design Guide for Metal Building Systems,based on the 2000 IBC,
By Backman/ Drake/ Johnson/ Murray,
[3]《Minimum Design Loads for Buildings and Other Structures》ASCE 7-05
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