单层厂房抗震设计

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单层钢筋混凝土结构厂房抗震设计(18+21m双跨)[设计+开题+综述]

单层钢筋混凝土结构厂房抗震设计(18+21m双跨)[设计+开题+综述]

开题报告土木工程单层钢筋混凝土结构厂房抗震设计(18+21M双跨)一、选题的背景意义以及任务和目标我国幅员辽阔,地处世界上两个最活跃的地震带之间,大部分地方都发生过地震,建筑的抗震设计工作越来越被重视。

最近几年,中国楼市的迅速成长证明了我们迫切最求一种更舒适安全的住宿环境,建筑产品从最低级的仅仅使用需求已经上升成为一种代表社会层次和生活风格的符号,而当社会和消费者更多地把注意力集中在建筑的外在品质和社会象征的同时,作为一名准土木工程人,作为未来的建筑结构设计者,必须重视建筑本身的存在意义,即其使用价值。

之前汶川地震给了我们一个沉重启示:在追求风格化和艺术化的同时,必须始终把结构安全性和稳定性放在首位。

而抗震设计则是重中之重。

本次单层钢筋混凝土结构厂房抗震设计(18+21M双跨),力求达到安全、稳定,力求在对结构的设计中,强化巩固所学理论和规范,熟练运用建筑学基本操作软件,在系统的设计学习和探索中,形成完整扎实的知识体系,并锻炼自己发现问题和解决问题的能力,培养设计兴趣和热情,为以后走向工作岗位预热,打下坚实的技术基础,备下熟练的工作技能。

二、研究的主要内容与需解决的主要问题:1、调研收集有关资料:有关专业规范、自然条件、地质条件、施工条件、使用要求等原始资料和相关条件;2、建筑施工图和结构施工图设计、绘制:2.1构件选用、建筑施工图绘制;2.2根据建筑施工图和地质报告进行相关结构内力计算,包括地基基础设计、柱、吊车梁、屋架,完成结构施工图;3、完成计算书和全套设计施工图。

三、研究方法与实践方法:研究方法:通过查阅建筑规范、标准图集以及相关的文献资料,总结并巩固所学土木工程领域的专业理论知识;使用工程设计方法,CAD制图等独立的完成一次完整的楼房抗震设计,以掌握一般设计的一般步骤与要求。

实践方法:本次毕业设计采用分层分析法计算竖向荷载,采用D值法计算水平荷载;再用天正建筑8.0及AutoCAD2004进行设计绘图与结构绘图,采用PKPM系列软件进行受力分析。

浅议单层钢结构厂房抗震设计中板件宽厚比控制方法

浅议单层钢结构厂房抗震设计中板件宽厚比控制方法
Construction & Decoration
建筑技术
浅议单层钢结构厂房抗震设计中板件宽厚比控制方法 *
徐瑞御 魏镜玲 成都理工大学工程技术学院 四川 乐山 614000
摘 要 在单层钢结构厂房设计中,合理选用钢构件宽厚比限值,对厂房的单位耗钢量有很大的意义。通过解读 《建筑抗震设计规范》GB50011-2010中的相关条文,以期对设计者在进行单层钢结构厂房设计时选用合理的设计方 法提供参考和帮助。 关键词 抗震设计;板件宽厚比;截面等级
1 单层厂房的分类及特点 《建筑抗震设计规范》GB50011-2010( 以下简称《抗
规》 )在选择单层厂房构件宽厚比限值时,对不同类型的单层 厂房区别对待。一般来说,单层工业厂房分为三种主要类型:
1.1 重屋盖厂房 这类厂房是在屋架上直接安放钢筋混凝土大型屋面板、大 型太空板或大型GRC板等,屋面荷载由其自身传给屋架,又称 无檩体系。无檩体系屋盖屋面刚度大,整体性能好,但大型屋
准》表3.5.1指出“S5级截面的板件宽厚比小于S4级经 修正的
板件宽厚比时,可视作C类截面, 为应力修正因子, =
。”对规范解读如下:C类H形截面压弯构件(柱)腹
板宽厚比限值,当S5<S4× ,按S5级,h0 / tw≤250;当S5
1.3 《门钢规》适用范围之外的轻屋盖厂房 这类厂房屋面材料可供选择的种类多且自重轻,比如:多 采用瓦楞铁、波形石棉瓦、预应力钢筋混凝土槽瓦、钢丝网水 泥折板瓦等,需设置檩条作支承并传递屋面荷载给屋架,又称 有檩体系。有檩体系屋盖柱距不受限制,屋面材料自重轻,用 料省,但刚度较差,构造复杂[2]。
2 单层钢结构厂房板件宽厚比控制方法 重屋盖厂房屋面材料自重大,对板件宽厚比进行控制时,

抗震结构设计第七章单层工业厂房的抗震设计

抗震结构设计第七章单层工业厂房的抗震设计

第三节 单层钢筋混凝土柱厂房的抗震设计
一、地震作用分析
单层厂房地震作用分析应考虑平面内的弹性变形和山墙可 能引起的扭转,所以规范给出的地震作用分析都是以空间分 析为基础的简化方法。
(1)厂房的横向抗震分析以平面排架为主,但要考虑屋盖 平面内的变形和砌体山墙在地震中开裂后的内力重分布,尤 其要考虑仅在一端有山墙时带来的扭转效应。
架与柱顶采用刚性焊接、柱顶范围箍筋配置少以及连接节点处 于弯矩、水平剪力和竖向轴力的共同作用等。
此外,在纵向地震作用下,个别厂房吊车梁与柱连接破坏, 使吊车梁纵向发生位移,甚至掉落。山墙柱上端与屋架的连接 处,震后也有不同程度的破损现象。
(5)支撑系统
➢ 震害现象:
地震时普遍发生杆件压屈、部分节点扭折、焊缝撕开、 锚件拉脱、锚筋拉断等现象,也有个别杆件拉断的。使支 撑系统部分失效或完全失效,造成主体结构错位或倾倒。 以天窗架垂直支撑最为严重,其次是屋盖垂直支撑和柱间 支撑。
柱子高度很大时,交叉支撑要有多节。
2.结构体系
(5)围护结构
①砌体围护墙的破坏比轻质墙板或大型钢筋混凝土墙板要 严重的多,有条件的情况下应采用轻质墙板或大型钢筋混 凝土墙板; ②高大的山墙,要用到顶的抗风柱和墙顶沿屋面的卧梁来 改善其抗震性能; ③砌体内隔墙要与柱脱开,以减少对柱子的不利影响,可 利用压顶梁和钢筋混凝土构造柱来增加其稳定性,提高抗 震性能; ④除单跨厂房外,围护砌体墙均应采用外贴式,以减轻墙 体给排架柱带来的不利影响,但应加强砌体墙与厂房柱之 间的锚拉。山墙更应增强其顶部与厂房屋盖构件和抗风柱 的锚拉。
(1)屋盖体系 ➢ 震害现象:
7度区基本完好;8度区发生屋面板错动、位移、震落,造 成屋盖局部倒塌;9度区发生屋架倾斜、位移、屋盖部分塌落, 屋面板大量开裂、错位;9度以上地区则发生屋盖大面积倒塌。

单层厂房抗震设计

单层厂房抗震设计

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第二节抗震构造措施
• 一、钢筋混凝土柱厂房
• 1.厂房的结构布置 • 厂房的平面、立面布置,应力求简单、规整、平直,使整个厂房结
构的质量与刚度分布均匀、对称,尽可能使质量中心与刚度中心重合。 具体应注意以下几点: • (1)多跨厂房宜等高和等长,厂房的贴建房屋和构筑物,不宜布置 在厂房角部和紧邻防震缝处。厂房体形复杂或有贴建的房屋和构筑物 时,宜设置防震缝;在厂房纵横跨交接处、大柱网厂房或不设柱间支 撑的厂房,防震缝宽度可采用100-150 mm,其他情况可采用50-90 mm。
• 在水平地震作用下,连接节点受到弯矩、水平剪力和竖向轴力等的 共同作用。由于柱顶混凝土承受不了上述外力的作用,轻则柱顶开裂 压酥;重则混凝土剥落、埋件拔出、锚筋拉断、屋架端头破裂,甚至 将上柱拆断。位于厂房单元中部的柱,由于变形大,上述震害更明显。
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第一节震害特征
• 此外,在纵向地震作用下,个别厂房吊车梁与柱连接破坏,使吊车梁 纵向位移,甚至掉落。山墙柱上端与屋架的连接处,震后也常见有不 同程度的破损现象。
• (2)无凛屋盖构件的连接及支撑布置,应符合下列要求:大型屋面板应
与屋架(屋面梁)焊牢,靠柱列的屋面板与屋架(屋面梁)的连接焊缝长 度不宜小于80 mm。 6度和7度时有天窗厂房单元的端开间,或8度和 9度时各开间,宜将垂直屋架方向两侧相邻的大型屋面板的顶面彼此 焊牢。8度和9度时,大型屋面板端头底面的预埋件宜采用角钢并与主 筋焊牢。非标准屋面板宜采用装配整体式接头,或将板四角切掉后与 屋架(屋面梁)焊牢。屋架(屋面梁)端部顶面预埋件的锚筋,8度时不宜 少于4-10,9度时不宜少于4必12。 • (3)天窗宜采用突出屋面较小的避风型天窗,有条件或9度时宜采用下 沉式天窗;突出屋面的天窗宜采用钢天窗;6-8度时,可采用矩形截面杆 件的钢筋混凝土天窗架。

单层厂房抗震的设计

单层厂房抗震的设计

单层厂房抗震的设计引言地震是一种自然灾害,对建筑物和结构物的破坏性很大。

在工业厂房中,由于有大量机械设备和重要的生产资料,抗震设计尤为重要。

本文将介绍单层厂房抗震的设计原则和方法,以帮助工程师们提高厂房的抗震能力。

抗震设计的原则在进行单层厂房的抗震设计时,需要遵循以下原则:1. 合理选址在选址时,需要考虑地震活动性、地质条件以及土地利用规划等因素。

选择地质条件稳定、位于地震烈度较低区域的场地,可以减小地震对厂房的影响。

2. 结构合理布局厂房的结构布局应遵循均匀分布、刚性布置和连续性布置的原则。

通过合理的结构布局可以提高厂房的整体抗震性能。

3. 材料选择在厂房的结构设计中,选择适合地震区的材料,如高强度、抗震性能良好的钢材和混凝土等。

同时,需要严格控制材料的质量,确保其符合设计要求。

4. 结构设计在进行结构设计时,需要考虑不同地震工况下的荷载作用,采用适当的结构形式和合理的杆件尺寸。

在结构的选取和设计上,应遵循抗震设计规范的要求,确保结构的稳定性和抗震性能。

5. 施工质量控制在厂房的施工过程中,需要严格按照设计要求进行施工,并对施工质量进行严格的控制。

确保厂房的施工质量符合设计要求,提高其抗震性能。

抗震设计方法为了提高单层厂房的抗震性能,可以采用以下抗震设计方法:1. 弹性设计弹性设计是指在地震荷载下,结构处于弹性状态,能够保证结构的安全和完整性。

通过弹性设计的方法,可以在设计过程中考虑地震效应,并计算结构所承受的地震荷载。

2. 强度设计强度设计是指在地震荷载下,结构发生塑性变形,但仍能保持稳定和安全。

通过强度设计的方法,可以考虑结构的抗震性能,并采取相应的措施提高其抗震能力。

3. 隔震设计隔震设计是指通过隔震系统将结构与地面隔开,减少地震对结构的影响。

隔震设计可以采用弹簧隔震装置、摩擦隔震装置等,将地震能量吸收和分散,提高结构的抗震性能。

4. 减震设计减震设计是指通过减震装置将地震的能量吸收和消散,减小结构的反应,提高其抗震性能。

单层砖柱厂房的抗震构造设计原理浅析

单层砖柱厂房的抗震构造设计原理浅析
民营科技
21 4 — 0 ̄ 0
建筑 ・ 划 ・ 规 设计
单层砖柱厂房 的抗震构造设计 原理浅析
董 建 设
( 疆 建工 集 团第 三建 设 工程 有 限责任 公 司 , 新 新疆 乌 鲁木 齐 8 0 0 ) 30 0
摘 要: 砖柱 厂 房 是 以砖 柱( ) 为 承 重和 抗 侧 力 构件 , 于材料 的脆 性 性 质 , 墙 做 由 其抗 震 性 能 比 钢 筋 混凝 土 柱 厂 房 差 ; 由于 砖往 厂 房 内部 空旷 、 横
墙间距 大, 地震时的抗倒塌能力不如砌体 结构的 民用建筑。 因此根据砖柱厂房的震 害特点 , 出 找 杭震 的薄弱环节, 出相应的抗震措施 , 高其抗震 提 提
能力是必要的。根据 国家标准《 建筑抗震设计规范》 编制 的原则 , 通过对单层砖柱厂房震 害分析 , 出相应的抗震设计 方法。 提 关 键 词 : 柱 厂 房 ; 震 震 害 ; 震设 计 ; 造 方 法 砖 地 抗 构 地震震害表明 :6 、7度 区单层砖柱厂房破坏较轻 ,少数砖柱 出现 弯曲水平裂缝 :8度 区出现倒塌或局部倒塌 ,主体结构产生破坏 ;9度 区 厂房 出现 较 为严 重 的 破 坏 ,倒 塌 率 较 大 。 从震害特点看 ,砖柱是厂房的薄弱环节 ,外纵墙 的砖柱在 窗台高 控制 山墙 的间距 ;内横墙 宜做 成抗震墙 ;加强屋盖支撑系统 ;设 置柱 顶 闭合圈梁等措施 ,使厂 房的横 向水 平地震 作用尽可能多地通过屋盖 系统传递给 山、横墙 ,以减轻砖 排架 在地震 作用下的负担。瓦木屋 盖
的厂房,在抗震验算 中虽 不能 考虑 空间作用 ,但历次地震表明 ,即使 度或厂房底部产主水平裂缝 ,内纵墙 的砖柱在底部产生水平裂缝 ,砖 这种轻型屋盖房屋 ,在地震作用下 ,空间作用 的反应还是 比较明显的。 柱的破坏是厂肩倒塌的主要原因。山墙在地震时产生 以水平裂缝为代 因此 ,当必须采用瓦木屋盖时,宜架设木望扳 。 表 的平面外弯曲破 坏,山墙外倾 、 条拔出 ,严重时山墙倒塌 ,端开 檩 5 山墙在单层砖柱 厂房 的抗震中具有重要作用 ,它既可以通过厂 ) 间屋盖塌落。屋盖形式对 厂房抗震性 能有一 定的影 响 ,重屋盖厂房的 房的空间工作 ,分 担厂房传来的一部分横 向水平地震作用 ,减轻砖排 震害普遍 重于轻屋盖厂房 ,楞摊 瓦和稀铺 望板 的瓦木 屋盖 ,其纵向水 架 的负担 ,同时还 承受一 部分屋面荷载。在地震作用下 ,即使是山墙 平刚度和空间作用较差 ,地震时屋盖易产生倾斜 ? 顶 部的破坏 ,也可能导致 厂房端 开间屋盖的倒塌。因此 ,在抗震设计 1 适 用 范 围及 结 构 布置 中应 着 重 保 证 山墙 构 件 的强 度 和 稳定 。 1 单跨 和等高多跨的单层砖柱厂房 ,当无 吊车且跨度和柱顶标 高均 3 抗 震 构 造 措 施 . 1 不大时,地震破坏较轻 。不等高厂房 由于高振型 的影 响,变截面柱 的 31 单层砖柱厂房采用钢筋混凝土屋 盖时的抗震构造措施可参照钢筋 . 上柱震害严重又不易修复 ,容易造成屋架塌落 。因此规定砖柱厂房 的 混凝土柱厂房的有关规定 。采用 瓦木屋 盖时 , 设有 满铺望 板的抗震 能 适用 范围为单跨或 等高 多跨且 无桥式 吊车的中小型厂房 ,6 8 度时厂 力 比无望板强得多 ,望板能起到阻止屋架倾 斜的作用 。地震震害表明, 房 的跨度 不大子 1m,且 柱顶标 高 下大 于 66 5 . m,9度时跨 度不 大于 未设上弦及下弦水平支撑的楞摊 瓦屋盖 ,屋架产 主倾斜甚 至倒塌 的震 】m,且 柱 顶 标 高不 大 于 45 2 . m。 害较多 ,因此要有足够的屋盖支撑系统 ,保证屋盖 沿纵 向有 足够 的刚 1 厂房 的平立面应简单规则 。平面宜 为矩形 ,当平面为 L . 2 、T形时 , 度 和 稳定 , 以满 足 抗震 的要 求 。 厂房阴角部位易产生震害 ,特别是平面刚度不对称 ,将产生应力集中。 3 圈梁对增强厂房 的整体性起到 了重要作用 , 预制圈梁抗震性能 . 2 但 对于立面复杂的厂房 ,当屋面高低错 落时,由于振 动的不协调而发主 碰撞 ,震害更为严重 。 1 当厂房体型复杂或有贴建 的房屋 ( _ 3 或构筑物)时 , 应设置防震缝 将厂房与附属建筑分割成各 自独立 、体型简单的抗震单元 ,以避免地

7单层钢筋混凝土厂房抗震设计解析

7单层钢筋混凝土厂房抗震设计解析
“抗震规范”较全面地规定了建筑物的抗震设计原则和需采取的抗震 构造措施 1、体型与抗震缝
单层厂房的平面布置应体型简单、规则,各部分结构刚度、质量匀
称。避免体型曲折复杂、凹凸变化,对多跨厂房宜等高等长以减小扭 转效应,当生产工艺要求采用较复条的平面布局时,应采用抗震缝将 其分成若干个体形简单的独立单元。
为了使强烈地震时支撑传递的水平地震作用不致在柱内引起过大
的弯矩和剪力,下柱支撑的下节点应设置在靠近基础顶面处,并使力的 作用线汇交于基础顶面,以保证将地震作用直接传给基础。在6度和7 度时,若不能将地震作用直接传给基础,则应考虑支撑作用力对柱子与 基础的不利影响;在8度和9度时必须采取措施将作用力直接传给基础。
第七章 单层钢筋混凝土厂房抗震设计
单层钢筋混凝土厂房通常是由钢筋混凝土柱、钢筋混凝土屋架 或钢屋架以及有檩或无檩的钢筋混凝土屋盖组成的装配式结构。这 种结构的屋盖较重,整体性较差。由于用途的不同,在厂房的跨度、 跨数、柱距以及轨顶标高等方面的变化都较大,结构复杂多变,因 此单层厂房的震害反应较复杂。大量震害调查及试验研究表明,钢 筋混凝土单层厂房经过抗震设防后,具有良好的抗震性能。本章主 要介绍钢筋混凝土单层厂房的震害特点、抗震计算以及抗震措施。
2、柱肩竖向拉裂 在高低跨厂房的中柱,常用柱肩或牛腿支承低跨屋架,地震时由于高 振型影响,高低跨两层屋盖产生相反方向的运动。柱肩或牛腿所受的 水平地震作用将增大很多,如果没有配置足够数量的水平钢筋,柱肩 或牛腿就会被拉裂,产生竖向裂缝。
3、 上柱柱身变截面处开裂或折断 上柱截面较弱,在屋盖及吊车的横向水平地震作用下受到较大的剪力, 故柱处于压弯剪复合受力状态,在柱的变截面处因刚度突变而产 生应力集中,一般在吊车梁顶面附近易产生拉裂甚至折断。 4、下柱震害 最常见的是水平裂缝,位于地坪以上窗台以下一段,多发生在厂房的 中柱,主要原因是柱截面的抗弯承载力不足。在9度以上的高烈度区, 曾有柱根折断而使厂房整片倒塌的例子。

单层工业厂房抗震的概念设计

单层工业厂房抗震的概念设计

单层工业厂房抗震的概念设计作者:陈开新来源:《城市建设理论研究》2013年第35期摘要:结构抗震概念设计是决定建筑物本身抗震性能的重要性因素,也是建筑施工难易度与工程造价高低的重要影响因素。

本文主要分析了单层工业厂房的结构抗震概念设计关键词:厂房;抗震;概念设计中图分类号:TU352.1+1 文献标识码:A一、抗震概念设计的含义建筑抗震设计是指按照建筑结构的整体抗震反应与破坏机制、过程根据一定的原则灵活运用抗震设计准则进行建筑结构布置。

由于影响建筑物抗震性能的因素很多很难对地震作用进行准确的估算,所以“概念设计”的作用要比“数值计算”的作用显得更为重要。

概念设计是建筑物结构抗震性能的决定性因素,也是结构抗震设计的首要问题。

二、抗震概念设计遵循的基本原则(一)整体合理性原则基础设置须满足建筑物相关的规定要求,使得其所对应的承载力与相应的结构刚强度实现完美的结合,也就能够可靠的将建筑结构中的各荷载进行有效的传递至基础。

这种整体的构件布置能够将建筑物各部分有效的组合在一起从而产生极好的整体抗震性。

(二)结构合理性原则建筑物本身的对称布局是实现建筑物整体质量布置对称性的基础,从而使建筑物的抗侧力大大加强且会对外力产生一种均衡的抵抗性,从而使建筑物的结构抗震性大大增强。

(三)形状简单原则形状简单的建筑物设计往往结构比较明确,也就方便了我们对建筑物各个构件进行具体准确的受力分析,而且这种形状简单的建筑物结构受地震破坏的程度相对较轻,部分相对薄弱的区域也很容易得到控制和修复,从而确保建筑物抗震要求的实现。

(四)竖向均匀原则建筑物竖向上的均匀能够有效避免建筑物外力作用下由于刚度不足而发生突发性的结构扭曲现象,从而大大增强建筑物整体的强度和刚度。

因此设计师在进行建筑设计时,应当首先考虑建筑物竖向上的受力情况,将建筑物转换层所对应的上下部分的结构比例控制在合理范围之内,尽量使转换层所承受的荷载相均衡,同时还应考虑建筑物内部墙柱等承重结构上下连接的一致性,这种刚度趋向的均衡和结构的延伸能够保证建筑物各构件将地震产生的能量进行很好的吸收和传递,从而减少地震所产生的能量对建筑物的破坏。

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第7章单层厂房抗震设计7.1 震害分析和其他结构相比较, 单层厂房的震害总的来说较轻, 且主要是围护结构的破坏。

围护墙实际上起到了承受和传递水平地震力的作用,其刚度和质量分布对厂房的动力反应有很大影响。

震害调查表明,围护墙布置不合理是造成厂房震害的重要原因之一,且大型墙板的震害明显轻于砌体墙。

例如海城纺织机械厂和营口中板厂都因墙体和柱拉结不良而在地震时发生墙面大片倒塌的现象(图7-1)。

厂房的山墙也易倒塌。

如果山墙上直接铺有屋面板, 山墙的倒塌也引起有关屋面板的坠落。

型天窗是厂房抗震的薄弱部位,在6度区就有震害的实例。

震害主要表现为支撑杆件失稳弯曲,支撑与天窗立柱连接节点被拉脱,天窗立柱根部开裂或折断等。

这是因为型天窗位于厂房最高部位,地震效应大。

在大型屋面板屋盖中,如屋面板与屋架或屋面梁焊接不牢,地震时往往造成屋面板错动滑落,甚至引起屋架的失稳倒塌。

历次地震的震害调查表明,厂房受纵向水平地震作用时的破坏程度重于受横向地震作用时的破坏程度。

主要的破坏形图7-1 中板厂震害式有:(1) 天窗两侧竖向支撑斜杆拉断,节点破坏,天窗架沿厂房纵向倾斜,甚至倒下砸塌屋盖。

(2) 屋面板与屋架的连接焊缝剪断,屋面板从屋架上滑脱坠地。

屋盖的纵向地震力是通过屋面板焊缝从屋架中部向屋架的两端传递的,屋架两端的剪力最大。

因此,屋架的震害主要是端头混凝土酥裂掉角、支撑大型屋面板的支墩折断、端节间上弦剪断等。

(3) 在设有柱间支撑的跨间,由于其刚度大,屋架端头与屋面板边肋连接点处的剪力最为集中,往往首先被剪坏;这使得纵向地震力的传递转移到内肋,导致屋架上弦受到过大的纵向地震力而破坏。

当纵向地震力主要由支撑传递时,若支撑数量不足或布置不当,会造成支撑的失稳,引起屋面的破坏或屋盖的倒塌。

另外,柱根处也会发生沿厂房纵向的水平断裂。

(4) 纵向围护砖墙出现斜裂缝。

作为主要受力构件的柱,由于其在设计中考虑了水平力的作用,故从整体上看,在7度区一般无震害,在8度和9度区出现裂缝,仅在烈度为10度的区域才有少数的倒塌。

但柱的局部震害则较常见,主要有:(1)上柱柱身变截面处酥裂或折断(图7-2)。

(2)柱顶与屋面梁的连接处由于受力复杂易发生剪裂、压酥、拉裂或锚筋拔出、钢筋弯折等震害。

(3)由于高振型的影响,高低跨两个屋盖产生相反方向的运动,使中柱柱肩产生竖向拉裂(图7-3)。

(4)下柱下部出现横向裂缝或折断,后者会造成倒塌等严重后果。

(5)柱间支撑产生压屈。

例如, 位于8度区的营口中板厂轧钢车间, 其柱子主要是双肢管柱, 局部为工字形钢筋混凝土柱。

地震后, 位于标高9米圈梁以上的纵墙几乎通长倒塌, 吊车梁附近管柱有破坏, 个别柱的柱根有细裂缝。

腹板开口的工字形柱和平腹杆双肢柱的抗侧刚度较差,在水平地震力作用下,侧向位移较大,腹板或平腹杆处常发生剪切破坏。

砖柱厂房的抗震性能远不如钢筋混凝土厂房。

其屋盖的震害现象有:屋面的瓦下滑和掉落;冷摊瓦屋面的木屋架沿厂房纵向向一侧倾斜;木屋架及其气楼间的竖向交叉支撑或结点拉脱,或木杆件被拉断;重屋盖的天窗两侧竖向支撑或结点拉脱,或钢杆件被压屈。

砖柱的震害现象有:内部独立砖柱在底部发生水平裂缝;柱顶混凝土垫块底面出现水平裂缝,少数发生错位;高低跨砖柱上柱水平折断,或是支承低跨屋架的柱肩产生竖向裂缝。

墙体的震害主要有:山墙外倾,檩条由墙顶拔出,严重时山墙尖向外倾倒,端开间屋面局部塌落;外纵墙在窗台高度处出现细微水平裂缝,较严重时水平折断,并常伴有壁柱砖块局部压碎崩落,更严重时整个厂房横向倾倒。

图7-2 上柱根部水平裂缝图7-3 柱肩竖向裂缝7.2 抗震设计7.2.1设计原则1. 结构布置和选型(1)平面布置和抗侧力结构形式首先,厂房的结构布置应合理。

厂房的平面应尽可能对称,以避免显著的扭转振动;平面复杂时,应设防震缝隔成简单对称的形状。

在厂房纵横跨交接处,以及对大柱网厂房等可不设柱间支撑的厂房,防震缝宽度可采用100~150mm,其他情况可采用50~90mm。

在竖向应减少刚度突变,各跨的高度应尽可能相同。

两个主厂房之间的过渡跨至少应有一侧采用防震缝与主厂房脱开。

厂房内用于进入吊车的铁梯不应靠近防震缝设置;多跨厂房各跨上吊车的铁梯不宜设置在同一横向轴线附近。

工作平台宜与厂房主体结构脱开。

厂房的同一结构单元内不应采用不同的结构型式,不应采用横墙和排架混合承重。

厂房各柱列的侧移刚度宜均匀。

天窗是薄弱环节,它削弱屋盖的整体刚度。

从抗震的角度,天窗在纵向的起始部位应尽可能远离伸缩缝区段(厂房单元)的端部。

8度和9度时宜从厂房单元端部第三柱间开始设置。

厂房的横向抗侧力体系常为屋盖横梁(屋架)与柱铰接的排架形式。

钢柱厂房也可采用屋盖横梁与柱顶刚接的框架形式。

其他还有门式刚架等结构体系。

厂房的纵向抗侧力体系,是由纵向柱列形成的排架、柱间支撑和纵墙共同组成。

钢柱厂房的纵向抗侧力体系宜采用柱间支撑,条件限制时也可采用刚架结构。

单层砖柱厂房是由砖墙(带或不带壁柱)、砖柱承重的单跨和多跨单层房屋。

其跨度一般约为5~15m,个别达18m。

有的厂房还设有5t以下的小吨位吊车,此时砖柱为变截面阶形柱。

屋盖结构分为重、轻两类。

重屋盖是指采用钢筋混凝土实腹梁或屋架,上覆钢筋混凝土槽形板或大型屋面板。

轻型屋盖是指木屋盖和轻钢屋架、瓦楞铁、石棉瓦屋面的屋盖。

砖柱厂房由于造价低廉和施工方便,仍将被一些中小型企业采用。

虽然就材料而言,其抗震性能不如钢筋混凝土,但只要在其材料许可的范围内精心合理设计,仍可建造出具有相当抗震能力的厂房结构。

在结构布置上,平面形状力求规整,不规整时应采用防震缝分成规整形状。

一般应为单跨或等高多跨,以避免高振型的不利影响。

6~8度时,跨度不宜大于15m且柱顶标高不宜大于6.6m,且宜采用轻型屋盖;9度时跨度不宜大于12m且柱顶标高不宜大于4.5m,且应采用轻型屋盖。

有抗震要求时一般不宜有桥式吊车。

砖柱厂房两端均应设置承重山墙。

其纵、横向内隔墙宜做成抗震墙,非承重横隔墙和非整体砌筑且不到顶的纵向隔墙宜采用轻质墙;当采用非轻质墙时,应考虑隔墙对柱及其与屋架(梁)连接节点的附加地震剪力。

独立的纵、横隔墙应采用措施保证其平面外的稳定性,且顶部应设置现浇钢筋混凝土压顶梁。

砖柱厂房的防震缝设置应符合下列要求:(1)轻型屋盖厂房可不设防震缝;(2)钢筋混凝土屋盖厂房与贴建的建(构)筑物间宜设防震缝,其宽度可采用50~70mm;(3)防震缝处宜设置双柱或双墙。

砖柱厂房纵向的独立砖柱柱列,可在柱间设置与柱等高的抗震墙来承受纵向地震作用。

砖抗震墙应与柱同时咬搓砌筑,并应设置基础;未设砖抗震墙的柱顶应设通长水平压杆。

(2)支撑的布置应合理地布置支撑,使厂房形成空间传力体系。

柱间支撑除在厂房纵向的中部设置外,有吊车时或8度和9度时尚宜在厂房单元两端增设上柱支撑;8度且跨度不小于18m的多跨厂房中柱和9度时多跨厂房的各柱,宜在纵向设置柱顶通长水平压杆(图7-4),此压杆可与梯形屋架支座处通长水平系杆合并设置,钢筋混凝土系杆端头与屋架间的空隙应采用混凝土填实。

厂房单元较长时,或8度III、IV类场地和9度时,可在厂房单元中部1/3区段内设置两道柱间支撑,且下柱支撑应与上柱支撑配套设置。

图7-4 柱间支撑有檩屋盖的支撑布置应符合表7-1的要求。

无檩屋盖的支撑布置应符合表7-2的要求;8度和9度跨度不大于15m的屋面梁屋屋架端部高度900mm屋架端部一道天窗跨度9m时,厂房单元天窗端开间及柱间支撑开间各设一道横向厂房交接处的悬墙宜采用轻质墙板,8、9度时应采用轻质墙板。

厂房围护墙、女儿墙的布置和构造,应符合有关对非结构构件抗震要求的规定。

(4)天窗架和屋架的选型天窗架宜采用突出屋面较小的避风型天窗架,应优先选用抗震性能好的结构。

突出屋面的天窗宜采用钢结构,6~8度时也可采用杆件截面为矩形的钢筋混凝土天窗架。

天窗的侧板、端壁板与屋面板宜采用轻质板材,不宜采用大型屋面板。

有条件时或9度区最好不要采用突出屋面的形天窗,而宜采用重心低的下沉式天窗。

厂房宜采用钢屋架或重心较低的预应力混凝土、钢筋混凝土屋架。

当跨度不大于15m时,可采用钢筋混凝土屋面梁。

在6~8度地震区可采用预应力混凝土或钢筋混凝土屋架,但在8度区III、IV类场地和9度区,或屋架跨度大于24m时,宜采用钢屋架。

柱距为12m时,可采用预应力混凝土托架(梁);当采用钢屋架时,亦可采用钢托架(梁)。

有突出屋面天窗架的屋盖不宜采用预应力混凝土或钢筋混凝土空腹屋架。

砖柱厂房的天窗不应通至厂房单元的端开间,且天窗不应采用端砖壁承重。

(5)柱的选型柱子的结构形式,在8、9度地震区宜采用矩形、工字形或斜腹杆双肢柱,不宜采用薄壁工字形柱、腹板开孔柱、预制腹板的工字形柱和管柱,也不宜采用平腹杆双肢柱。

柱底至室内地坪以上500mm范围内和阶形柱的上柱宜采用矩形截面,以增强这些部位的抗剪能力。

对砖柱厂房,6度和7度时,可采用十字形截面的无筋砖柱;8度和9度时应采用组合砖柱,且中柱在8度III、IV类场地和9度时宜采用钢筋混凝土柱。

2.抗震计算的一般原则7度I、II类场地,柱高不超过10m且结构单元两端均有山墙的单跨及等高多跨厂房(锯齿形厂房除外),当按抗震规范的规定采取抗震构造措施时,可不进行横向及纵向的截面抗震验算。

厂房抗震计算时,应根据屋盖高差和吊车设置情况,分别采用单质点、双质点或多质点模型计算地震作用。

有吊车的厂房,当按平面框(排)架进行抗震计算时,对设置一层吊车的厂房,在每跨可取两台吊车,多跨时不多于四台。

当按空间框架进行抗震计算时,吊车取实际台数。

轻质墙板或与柱柔性连接的预制钢筋混凝土墙板,应计入墙体的全部自重,但不应计入刚度。

与柱贴砌且与柱拉结的砌体围护墙,应计入全部自重,在平行于墙体方向计算时可计入等效刚度,其等效刚度系数可根据柱列侧移的大小取0.2~0.6(详见后)。

一般单层厂房需要进行水平地震作用下的横向和纵向抗侧力构件的抗震强度验算。

沿厂房横向的主要抗侧力构件是由柱、屋架(屋面梁)组成的排架和刚性横墙;沿厂房纵向的主要抗侧力构件是由柱、柱间支撑、吊车梁、连系梁组成的柱列和刚性纵墙。

在8度和9度地震区,对跨度大于24m的屋架,尚需考虑竖向地震作用。

8度III、IV类场地和9度时,对高大的单层钢筋混凝土柱厂房的横向排架应进行弹塑性变形验算。

按规范规定采取构造措施的单层砖柱厂房,当符合下列条件时,可不进行横向或纵向截面抗震验算:(1)7度I、II类场地,柱顶标高不超过4.5m,且结构单元两端均有山墙的单跨及等高多跨砖柱厂房,可不进行横向和纵向抗震验算。

(2)7度I、II类场地,柱顶标高不超过6.6m,两侧设有厚度不小于240mm且开洞截面面积不超过50%的外纵墙、结构单元两端均有山墙的单跨厂房,可不进行纵向抗震验算。

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