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摘要：轻钢结构具有良好的结构性能和自重轻的特点,随着建筑行业的严格要求日渐被广大建筑设计人员推崇,其次有因其具有节能、环保等有优点得到政府部门的认可,轻钢结构在国外已经得到应用,在我国正积极的推广使用,由于近年来地震的影响,提高人们对地震的敏感度,人们对于建筑的抗震性越来越重视,因此建筑行业也发生了大改革,建筑节能技术研究检测报告指出,轻钢结构建筑节能性超过混凝土结构,轻钢结构建筑是一种真正的可持续节能建筑,节能效果好,抗震能力强等特点成为我国建筑行业中不可缺少的一部分。
关键词：轻钢结构；抗震；体系构造
1.轻钢结构的破坏形式
轻钢结构在地震中较难发生整体性的破坏，大部分情况是发生节点及柱脚破坏或是受力构件的破坏。在低层轻钢结构平面与立面设计上，宜尽量遵循简单和对称的原则，缩小结构的质量中心与刚度中心的偏差。柱脚破坏主要形式是柱脚锚栓的拉裂破坏。柱的破坏包括翼缘屈曲、撕裂、脆断以及拼接不当产生的裂缝等。梁的破坏包括腹板和翼缘的屈曲、截面扭转屈曲和腹板裂缝等。加劲板与腹板的节点破坏主要表现为屈曲以及开裂状况。梁的节点破坏主要发生在梁的下翼缘处，梁柱节点采用焊接连接的轻钢结构在施工过程中应保证梁端下翼缘的焊接质量。
2.低层轻钢结构各体系抗震构造措施
2.1 楼盖抗震构造措施
低层轻钢结构楼面体系由楼面结构板、托梁、支撑、连接件和加劲件等构成。常见的楼面结构板材料为OSB板、纤维水泥压力板、ALC板、纸面石膏板等，要求选用的楼面结构板厚度不小于15mm。为增强楼面腹板局部稳定性，楼面梁集中荷载处宜设置楼面腹板槽形承压加劲件;楼面板不宜悬挑出外墙超过1.2m。
当轻钢结构的楼盖悬挑并且上部有承重墙体时，悬臂梁的悬挑段长度不可以超过跨度的1/3。
楼面梁是轻钢结构楼盖体系中的重要受力构件，在设计时应满足保证结构稳定所需要的强度与刚度要求。受拉楼面梁的长细比限值为350，楼面托梁的布置间距宜为400mm～600mm。楼面连续梁跨度较大时在跨中处应均匀设置刚性支撑或钢带支撑，支撑沿支座方向设置，间距一般要求不大于3m，悬挑梁在支承处设置刚性支撑件。楼盖体系各位置的构件之间应全部采用螺栓进行可靠的连接。轻钢结构建筑楼面系统与基础或承重外墙的连接要求见表1。
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表1 楼盖系统连接要求
连接情况连接角钢(钢板)与紧固件的规格和布置
边梁与基础150mm × 150mm 角钢，厚度＞ 1． 0mm，ST4． 8 螺钉× 4
顶导梁与承重外墙顶导梁与立柱每个翼缘:ST4． 8 螺钉× 1;顶导梁与楼面梁: ST4． 8 螺钉× 2
悬臂梁与基础150mm × 150mm 角钢，厚度＞ 1． 0mm，ST4． 8 螺钉× 4
悬臂梁与承重外墙纵向连接上下各ST4． 8 螺钉× 2
楼面与基础钢板厚度＞ 1． 0 mm，ST4． 8 螺钉× 4
结构面板与楼面梁ST4． 2 螺钉，边缘间距为150mm，中间部分间距为300mm
2.2 墙体抗震构造措施
轻钢结构墙体由立柱、墙体结构面板、顶部和底部导梁组成，除此之外，承重墙和抗震墙还应该增设支撑、拉条和撑杆。墙体是轻钢结构体系的重要部件，具有承重、抗侧力以及围护的作用。轻钢结构墙体按照受力功能可分为: 承重墙、抗震墙和非承重墙三种。承重墙承担结构竖向的荷载，抗震墙承担水平方向的荷载，包括风荷载与水平地震力。
轻钢结构中，受压立柱的长细比限值为200。抗震墙和承重墙在立面和剖面设计上，要求单层墙高不超过3.3m，且尽量保持上下层墙体在同一垂直面内，若有错位情况，错位距离不应大于2m。为增强轻钢结构整体抗倾覆能力，抗震墙在上下墙连接时应使用抗拔连接件，布置在抗震墙体的端部、洞口两侧以及拼接处，间距在1.2m～6m，型号大于M16。抗震墙与基础之间连接除使用抗拔连接件外还应设置地脚螺栓，地脚螺栓最小直径限值为12mm，最大布置间距为1200mm，埋入深度应不小于螺栓直径的25倍。对于非承重墙与仅承受竖向力的承重墙可不设置抗拔连接件。墙体龙骨骨架中立柱的间距宜为400mm～600mm。轻钢结构门窗过梁的截面分为箱形、工字形与L 形，要求通过螺钉和角钢等连接件与主柱可靠连接。在承重墙或抗震墙的墙体结构板没有与立柱连接的情况下，应在未连接的那一侧设钢带或撑杆。
2.3 屋盖抗震构造措施
轻钢结构屋盖体系由屋面板、屋架、檩条、支撑和覆盖的屋面材料等组成。在屋面材料的选择上，压型钢板因其高强耐用、轻质美观的优点成为应用最广泛的轻钢结构屋面材料。在低层轻钢结构中，一般常采用三角形有檩屋架或三铰拱有檩屋架形式。当屋架采用钢带拉条支撑时，支撑与所有屋架交点处应用螺钉连接。屋架下弦宜铺设结构板或设置纵向支撑杆件，腹杆宜设置纵向侧向支撑或交叉支撑，屋架上弦杆的下翼缘和屋架下弦杆上的上翼缘应设置水平支撑，支撑型钢厚度不小于0．84mm。若使用钢带支撑，钢带支撑的最小截面为40mm×0.84mm，间距不大于1.2mm。
3.开洞要求
梁柱的翼缘板和卷边不得开孔，只允许在梁柱腹板的中心线上开孔，孔口需采用加强措施，加强件选用钢板或者槽型钢，厚度不小于开孔构件腹板的厚度。低层轻钢结构不宜在墙体转角处开洞，墙体门窗洞口上设过梁和立柱，立柱不宜拼接并应与顶底导梁连接。楼面板开洞一般是为满足铺设管线的需求，开洞的宽度一般不大于2.4m，洞口的下部应有桁架或箱形截面梁加强，楼面结构板洞口周围有设置抗剪墙体的下部可以不用楼面梁加强。楼面板开多个洞口的情况，洞口中心距离最小值600mm，直径不大于腹板厚度的一半与65mm中的较小值。洞口边缘至最近端部支承构件边缘的净距不小于300mm。楼面板开洞不能满足上述要求的，应用钢板或槽型钢补强，厚度不小于补强构件的厚度。除满足上述构造措施外，在进行结构抗震设计的时候应进行全面的计算，以此来选定各构件的型号与布置情况。
4.结语
低层轻钢结构属于可回收利用的节能环保型建筑，应该在我国进行推广性建设。轻钢结构的抗震设计涉及很多方面，在进行结构抗震设计时应全面地考虑各个方面的因素，设计出符合抗震要求的轻钢结构建筑。
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［5］ GB 50011—2010，建筑抗震设计规范［S］．
论文作者:蒋海军 1,张智勇2, 向荣慧 3
论文发表刊物:《基层建设》2015年7期供稿
论文发表时间:2015/9/16
标签：结构论文; 楼面论文; 轻钢论文; 墙体论文; 腹板论文; 屋架论文; 螺钉论文; 《基层建设》2015年7期供稿论文;