文档介绍：轻钢结构门式刚架风荷载与地震作用的计算问题
１　　设计风荷载ﻩ
门式刚架轻型钢结构房屋高度小属低矮房屋，与一般房屋所受的气流机理不同。由于靠近地面，受地面环境的影响,气流多呈湍流,其风压分布情况一般需通过能反映湍流影响的边界层风洞试验测得。因为目前国内关于低矮房屋的边界层风洞试验资料尚不完备，所以标准CEＣＳ１０2采用了美国ＭBMA的资料作为门式刚架轻型钢结构房屋的风荷载体型系数,并对风荷载计算做了专门的规定。该规定与标准GＢ５0０0９有所不同，按照两本标准计算的风荷载效应存在差异。《全国民用建筑工程设计技术措施2003(结构）．6条规定,跨高比L／h小于等于４的门式刚架应按GB５0009计算风荷载标准值及体型系数,跨高比大于4时宜按CＥＣS10２取用。以下的计算分析表明，跨高比为４的界分,并不能较好地满足门式刚架各个控制截面的安全性要求。
图1中分别表示了柱脚铰接和刚接的门式刚架按CＥCS１0２与ＧB５０009计算所得的风荷载效应结果的比较,横坐标为跨度与檐口高度之比L/ｈ,纵坐标为按两本标准所得的控制截面弯矩、柱脚剪力、柱脚拉力之比。比值大于1表示按ＣEＣS10２的计算值较大,比值小于1表示按ＧＢ500０9的计算值较大。计算条件为坡度1／10的等截面双坡刚架,利用结构静力计算手册中的门式刚架计算公式进行了不同跨高比，柱距(开间)，基本风压的计算,计算结果表明该比值仅与刚架的跨高比有关。
值得注意的是,跨中弯矩M2、柱底拉力Ｖ以及柱脚刚接刚架的檐口弯矩M1,按GB5０0０9的计算值均比按CECS1０2的计算值偏小,特别在某些跨高比区段内偏小较多,如跨中弯矩Ｍ２在跨高比大于2时偏小达５0%左右。由于门式刚架轻型钢结构房屋的自重相对较小，如无吊车则风荷载常起主要作用,风荷载内力计算值的差别会明显影响结构的安全性。因此在一般情况下,轻钢结构门式刚架宜按标准CEＣS102的规定进行风荷载计算。当刚架的跨高比位于按ＧＢ5０0０9的计算值较大的区段时,可根据不同情况与设计要求，针对具体部位采取加强措施,如加强柱脚剪力键的设置、柱脚弯矩乘以放大系数等。
2 地震作用效应与其它荷载效应的比较
门式刚架轻型钢结构房屋自重轻,地震作用相对较小,一般认为七度抗震时可不作抗震验算。但以下分析比较表明，当风压较小且外墙采用砌体时,七度地震区的地震作用对门式刚架的影响是不能忽视的。
门式刚架承受的垂直荷载主要集中在屋盖,有屋盖自重、屋面活荷载、积灰荷载、雪荷载等。外墙采用砌体时，墙体是自承重结构,其垂直重量与门架无关。但在地震作用下,外墙重量产生的横向水平作用应由刚架
承当。“风荷载不与地震作用同时考虑”的规定，图2表示门式刚架的荷载效应基本组合有如下三种：
⑴ 屋盖自重与屋面活荷载，积灰荷载、雪荷载效应组合的设计值Ｓ1：
S1＝+(SQIＫ+ΨＣ2+SQ2K）
式中:SGＫ——屋面自重荷载标准值的效应;
ＳQIＫ、ＳQ2K——积灰荷载和雪荷载或屋面活荷载标准值的效应;
ΨC2——第二个可变荷载组合值系数。
⑵ 风荷载与屋盖自重荷载效应组合的设计值S2:
S２=×－
式中:SＷＫ——风荷载标准值的效应;
——是根据ＣECS10