：大跨屋蓋建筑抗震設(shè)計(jì)至關(guān)重要，近年來(lái)其數(shù)量和規(guī)模增長(zhǎng)迅速，但曾存在對(duì)其抗震設(shè)計(jì)重視不夠的情況，導(dǎo)致一些造型奇特、結(jié)構(gòu)不規(guī)則、抗震性能差的建筑出現(xiàn)，按《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011 - 2010），抗震設(shè)防烈度為6度及以上地區(qū)的建筑必須進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)，其基本抗震設(shè)防目標(biāo)是小震不壞、中震可修、大震不倒，有專(zhuān)門(mén)要求的建筑可采用抗震性能化設(shè)計(jì)，對(duì)于采用非常用形式以及跨度大于120m、結(jié)構(gòu)單元長(zhǎng)度大于300m或懸挑長(zhǎng)度大于40m的大跨鋼屋蓋建筑，抗震設(shè)計(jì)應(yīng)進(jìn)行專(zhuān)門(mén)研究。

一、一般規(guī)定

• 對(duì)于采用拱、平面桁架、立體桁架、網(wǎng)架、網(wǎng)殼、張弦梁、弦支穹頂?shù)然拘问郊捌浣M合而成的大跨度鋼屋蓋建筑適用相關(guān)抗震設(shè)計(jì)規(guī)定。若采用非常用形式以及跨度大于120m、結(jié)構(gòu)單元長(zhǎng)度大于300m或懸挑長(zhǎng)度大于40m的大跨鋼屋蓋建筑的抗震設(shè)計(jì)，應(yīng)進(jìn)行專(zhuān)門(mén)研究和論證，并采取有效的加強(qiáng)措施。
• 屋蓋及其支承結(jié)構(gòu)的選型和布置要求如下：
  • 應(yīng)能將屋蓋的地震作用有效地傳遞到下部支承結(jié)構(gòu)。
  • 應(yīng)具有合理的剛度和承載力分布，屋蓋及其支承的布置宜均勻?qū)ΨQ(chēng)。
  • 宜優(yōu)先采用兩個(gè)水平方向剛度均衡的空間傳力體系，如網(wǎng)架、網(wǎng)殼、雙向立體桁架、雙向張弦梁或弦支穹頂?shù)瓤臻g傳力體系。
  • 結(jié)構(gòu)布置宜避免因局部削弱或突變形成薄弱部位，產(chǎn)生過(guò)大的內(nèi)力、變形集中。對(duì)于可能出現(xiàn)的薄弱部位，應(yīng)采取措施提高其抗震能力。
  • 宜采用輕型屋面系統(tǒng)。
  • 下部支承結(jié)構(gòu)應(yīng)合理布置，避免使屋蓋產(chǎn)生過(guò)大的地震扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。

二、地震作用計(jì)算

大跨空間結(jié)構(gòu)（跨度大于等于120m、懸挑長(zhǎng)度大于40m或單向長(zhǎng)度大于300m的剛性大跨鋼屋蓋結(jié)構(gòu)）應(yīng)按多向、多點(diǎn)輸入計(jì)算地震作用。多向輸入即沿空間結(jié)構(gòu)底部三向同時(shí)輸入地震動(dòng)參數(shù)（加速度峰值或反應(yīng)譜峰值），水平主向:水平次向:豎向 = 1.00:0.85:0.65；多點(diǎn)輸入則要考慮地震行波效應(yīng)和局部場(chǎng)地效應(yīng)，輸入各獨(dú)立基礎(chǔ)或支承結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)譜峰值或加速度時(shí)程峰值和頻譜特征不同，估計(jì)可能造成的扭轉(zhuǎn)反應(yīng)。

三、結(jié)構(gòu)選型與布置相關(guān)的抗震措施

• 整體結(jié)構(gòu)選型與布置
  • 屋蓋結(jié)構(gòu)的選型和布置首先應(yīng)保證屋蓋的地震效應(yīng)能夠有效地通過(guò)支座節(jié)點(diǎn)傳遞給下部結(jié)構(gòu)或基礎(chǔ)，且傳遞途徑合理。屋蓋結(jié)構(gòu)的地震作用不僅與屋蓋自身結(jié)構(gòu)相關(guān)，還與支承條件以及下部結(jié)構(gòu)的動(dòng)力性能密切相關(guān)，是整體結(jié)構(gòu)的反應(yīng)。根據(jù)抗震概念設(shè)計(jì)的基本原則，屋蓋結(jié)構(gòu)及其支承點(diǎn)的布置宜均勻?qū)ΨQ(chēng)，具有合理的剛度和承載力分布。同時(shí)下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也應(yīng)充分考慮屋蓋結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)的特點(diǎn)，避免采用很不規(guī)則的結(jié)構(gòu)布置而造成屋蓋結(jié)構(gòu)產(chǎn)生過(guò)大的地震扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。
  • 當(dāng)屋蓋分區(qū)域采用不同抗震性能的結(jié)構(gòu)形式時(shí)，在結(jié)構(gòu)交界區(qū)域通常會(huì)產(chǎn)生復(fù)雜的地震響應(yīng)，一般應(yīng)避免采用此類(lèi)結(jié)構(gòu)。如確要采用，應(yīng)對(duì)交界區(qū)域的桿件和節(jié)點(diǎn)采用加強(qiáng)措施。如果建筑設(shè)計(jì)和下部支承條件允許，設(shè)置防震縫也是可采用的有效措施。此時(shí)，由于實(shí)際工程情況復(fù)雜，為避免其兩側(cè)結(jié)構(gòu)在強(qiáng)烈地震中碰撞，條文規(guī)定的防震縫寬度可能不足，最好按設(shè)防烈度下兩側(cè)獨(dú)立結(jié)構(gòu)在交界線(xiàn)上的相對(duì)位移最大值來(lái)復(fù)核；對(duì)于規(guī)則結(jié)構(gòu)，縫寬也可將多遇地震下的最大相對(duì)變形值乘以不小于3的放大系數(shù)近似估計(jì)。
• 單向傳力體系
  • 單向傳力體系的抗震薄弱環(huán)節(jié)是垂直于主結(jié)構(gòu)（桁架、拱、張弦梁）方向的水平地震力傳遞以及主結(jié)構(gòu)的平面外穩(wěn)定性，設(shè)置可靠的屋蓋支撐是重要的抗震措施。在單榀立體桁架中，與屋面支撐同層的兩（多）根主弦桿間也應(yīng)設(shè)置斜桿，這一方面可提高桁架的平面外剛度，同時(shí)也使得縱向水平地震內(nèi)力在同層主弦桿中分布均勻，避免薄弱區(qū)域的出現(xiàn)。當(dāng)桁架支座采用下弦節(jié)點(diǎn)支承時(shí)，必須采取有效措施確保支座處桁架不發(fā)生平面外扭轉(zhuǎn)，設(shè)置縱向桁架是一種有效的做法，同時(shí)還可保證縱向水平地震力的有效傳遞。
• 空間傳力體系
  • 空間傳力結(jié)構(gòu)體系具有良好的整體性和空間受力特點(diǎn)，抗震性能優(yōu)于單向傳力體系。對(duì)于平面形狀為矩形且三邊支承一邊開(kāi)口的屋蓋結(jié)構(gòu)，可以通過(guò)在開(kāi)口邊局部增加層數(shù)來(lái)形成邊桁架，以提高開(kāi)口邊的剛度和加強(qiáng)結(jié)構(gòu)整體性。對(duì)于兩向正交正放網(wǎng)架和雙向張弦梁，屋蓋平面內(nèi)的水平剛度較弱，為保證結(jié)構(gòu)的整體性及水平地震作用的有效傳遞與分配，應(yīng)沿上弦周邊網(wǎng)格設(shè)置封閉的水平支撐；當(dāng)結(jié)構(gòu)跨度較大或下弦周邊支承時(shí)，下弦周邊網(wǎng)格也應(yīng)設(shè)置封閉的水平支撐。

四、構(gòu)件相關(guān)抗震構(gòu)造措施

• 鋼桿件的長(zhǎng)細(xì)比：屋蓋鋼桿件的長(zhǎng)細(xì)比，宜符合相關(guān)規(guī)定（可參考具體的表1規(guī)定，文檔未給出表內(nèi)容）。
• 節(jié)點(diǎn)構(gòu)造
  • 節(jié)點(diǎn)選型要與屋蓋結(jié)構(gòu)的類(lèi)型及整體剛度等因素結(jié)合起來(lái)，采用的節(jié)點(diǎn)要便于加工、制作、焊接。設(shè)計(jì)中，結(jié)構(gòu)桿件內(nèi)力的正確計(jì)算，必須用有效的構(gòu)造措施來(lái)保證，其中節(jié)點(diǎn)構(gòu)造應(yīng)符合計(jì)算假定。在地震作用下，節(jié)點(diǎn)應(yīng)不先于桿件破壞，也不產(chǎn)生不可恢復(fù)的變形，所以要求節(jié)點(diǎn)具有足夠的強(qiáng)度和剛度。桿件相交于節(jié)點(diǎn)中心將不產(chǎn)生附加彎矩，也使模型計(jì)算假定更加符合實(shí)際情況。屋蓋構(gòu)件節(jié)點(diǎn)的抗震構(gòu)造應(yīng)符合下列要求：
    • 采用節(jié)點(diǎn)板連接各桿件時(shí)，節(jié)點(diǎn)板的厚度不宜小于連接桿件最大壁厚的1.2倍。
    • 采用相貫節(jié)點(diǎn)時(shí)，應(yīng)將內(nèi)力較大方向的桿件直通，直通桿件的壁厚不應(yīng)小于焊于其上各桿件的壁厚。
    • 采用焊接球節(jié)點(diǎn)時(shí)，球體的壁厚不應(yīng)小于相連桿件最大壁厚的1.3倍。

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