3.19哪些类型的钢结构可用于抗震？

抗震体系包括垂直承重构件，如框架和墙，也包括水平支构件，包括屋顶和楼板横隔板。建筑规范根据用于提供侧向抗力的垂直构件的类型对抗震荷载系统进行分类。钢结构抗震体系一般可分为支撑框架、剪力墙、抗弯框架、双重体系和悬臂柱体系。

•支撑框架系统主要依赖于垂直桁架系统的刚度和强度来抵抗侧向阻力。支撑框架通常分为中心或偏心，这取决于支撑与梁、柱和梁与柱节点的连接是否同心。

中心支撑框架可以有许多可供选择的模式，包括开间中的单个斜撑、跨中相交的X形支撑以及开间中的倒V形和V形模式支撑。后一种情况也被称为人字形支撑。防屈曲支撑框架是一种特殊类型的带有支撑的中心支撑框架，这种框架经过特殊设计，能够承受屈服水平的压力而不发生屈曲。

偏心支撑框架通常是作为单对角线模式或人字形模式支撑的改进。AISC 341对可用于此类框架的偏心率和构造进行了严格限制。

•剪力墙体系统依赖于由边界结构构件加强的垂直板，以提供侧向抗力。

•抗弯框架系统主要依赖于梁和柱的刚度，梁和柱以抵抗这些构件之间相对旋转的方式相互连接。在抗弯框架的体系中，有一些框架使用传统的轧制形状作为框架中的梁及桁架构成框架的水平构件。

•双重体系利用抗弯框架和支撑框架或剪力墙的组合来获得侧向抗力。单独作用的抗弯框架必须能够提供至少25%的结构所需的横向抗震能力，而与抗弯框架配对的支撑框架或剪力墙必须根据其刚度成比例，以抵抗所需设计总侧向力的那部分（确定时考虑它们与抗弯框架的相互作用，可能大于或小于所需总阻力的75%，并且可能随结构物的高度而变化）。

•悬臂式立柱系统是一种依赖于立柱悬臂强度和刚度的结构，这些立柱在底座处受到旋转限制。

每种类型的垂直抗震构件都可以与各种不同的水平构件相连接，包括木皮地板和屋顶、钢桥面屋顶、混凝土钢桥面楼板和屋顶、组合混凝土楼盖、预制混凝土楼板和屋顶以及水平支撑系统。虽然建筑物中使用的水平隔板类型会影响建筑物的刚度、横向力在整个结构中的传递方式；以及必须作为设计的一部分进行的分析类型，但它不会影响建筑物下结构抗震荷载系统的分类。

建筑规范还根据结构体系承受大的非弹性变形而不丧失承载能力或倒塌的能力对结构体系进行分类。与承受非弹性变形能力相关的分类通常通过术语“特殊”、“中等”和“普通”来确定。有关这些分类的更多讨论，请参见第3.7节。

除了完全由结构钢框架组成的抗震系统外，建筑规范还规定了由钢和钢筋混凝土体系组成的抗震系统的标准。这些系统的例子包括使用钢梁和混凝土柱支撑的支撑框架、使用钢梁和混凝土柱的抗弯框架、具有钢筋混凝土墙但结构钢柱和梁的剪力墙，支撑框架和抗弯框架，使用钢管混凝土作为柱或具有结构钢芯的混凝土柱，以及墙是由钢筋混凝土支撑的钢板的墙系统。

3.20高度限制和其他体系限制的目的是什么？

建筑规范和SEI/ASCE7对某些结构系统的使用进行了限制，具体取决于结构所属的抗震设计类别。此类限制的主要目的是防止在可能发生此类震动的场地使用承受强烈地面震动能力有限的系统。一般来说，这些限制是针对非延性体系，当承受超过其弹性承载力的荷载时，这些体系可能会以脆性方式失效。此类系统的例子包括普通混凝土抗弯框架和普通砌体剪力墙，这两种结构在抗震设计类别D、E和F中都是禁止的，如普通钢框架和特殊的中心支撑框架，其延性有限，在某些应用中可以在强烈的地震作用下使用。规范允许在更高抗震设计类别中使用这些系统，但将其限制在高度有限的结构上。

这些限制在很大程度上是对规范开发委员会对规范中包含的设计要求的充分性感到不适的一种度量，正如它们表明某些系统无法正常运行，超出规定的限制一样。这些限制很可能在将来的代码版本中被修改或消除。

3.21如何同时使用IBC、SEI/ASCE7、AISC341和AISC 360？

通过参考SEI/ASCE7，IBC包含了大多数结构设计要求，其中规定了地震和其他荷载条件下所需的最小设计荷载；各种荷载条件的要求组合；以及地震荷载下的最大允许层间位移。为了确定SEI/ASCE 7中要求的设计地震力，有必要选择一个特定的抗震系统及其相关值R、Cd和Ωo。一旦选择了抗震体系，有必要按照SEI/ASCE7对特定系统采用的要求构造说明结构。对于结构钢的抗震荷载系统，以及组合钢和混凝土结构的抗震荷载系统，SEI/ASCE 7通常采用AISC341的要求。唯一的例外是：

•抗震设计A类结构；以及

•在抗震设计类别B和C中，R=3系统（即“结构钢系统未特别详细说明抗震性能”）。

对于所有其他结构，可接受的型式、宽厚比、横向支撑标准和连接设计要求包含在AISC 341中。AISC 341遵循AISC360的许多要求以及用于确定大多数结构钢和组合构件承载力的方法的要求。