結(jié)構(gòu)抗震設計單層廠房

1、結(jié)構(gòu)抗震設計單層廠房第1頁，共57頁，2022年，5月20日，19點13分，星期二5.概述分類 .按生產(chǎn)規(guī)模分：大型、中型、小型。 .按主要承重構(gòu)件的材料分： 單層鋼筋混凝土柱廠房； 單層磚柱廠房 ； 單層鋼結(jié)構(gòu)廠房等。承重構(gòu)件的選擇 取決于廠房跨度、高度和吊車起重量等。單層鋼筋混凝土廠房組成 鋼筋混凝土柱； 鋼筋混凝土屋架或鋼屋架； 有檁或無檁鋼筋混凝土屋蓋。2第2頁，共57頁，2022年，5月20日，19點13分，星期二單層鋼筋混凝土廠房組成3門式剛架排架結(jié)構(gòu)第3頁，共57頁，2022年，5月20日，19點13分，星期二單層鋼筋混凝土廠房組成4第4頁，共57頁，2022年，5月20日，19

2、點13分，星期二單層鋼筋混凝土廠房橫向布置5第5頁，共57頁，2022年，5月20日，19點13分，星期二單層鋼筋混凝土廠房縱向布置6第6頁，共57頁，2022年，5月20日，19點13分，星期二7單層鋼筋混凝土廠房屋蓋體系有檁體系無檁體系第7頁，共57頁，2022年，5月20日，19點13分，星期二橫向地震作用下廠房主體結(jié)構(gòu)的震害橫向地震作用主要由橫向排架抵抗。震害：.柱頭及其與屋架聯(lián)結(jié)的破壞.柱肩豎向拉裂8屋架與柱頭、柱肩節(jié)點的破壞第8頁，共57頁，2022年，5月20日，19點13分，星期二.上柱柱身變截面處開裂或折斷；.下柱震害；.形天窗架與屋架聯(lián)接節(jié)點的破壞；.圍護墻開裂外閃、局部或

3、大面積倒塌。9上柱震害下柱震害第9頁，共57頁，2022年，5月20日，19點13分，星期二縱向地震作用下廠房主體結(jié)構(gòu)的震害縱向地震作用主要由縱向排架（柱列）抵抗。震害： .屋面板錯動墜落 .形天窗架傾倒，天窗架立柱在平面外折斷.屋架破壞.支撐震害.縱向地震作用下圍護結(jié)構(gòu)的震害10第10頁，共57頁，2022年，5月20日，19點13分，星期二11柱間支撐桿件壓曲山墻倒塌大量震害調(diào)查及試驗研究表明： 鋼筋混凝土單層廠房經(jīng)過抗震設防之后具有良好的抗震性能，是一種較好的抗震結(jié)構(gòu)第11頁，共57頁，2022年，5月20日，19點13分，星期二5.結(jié)構(gòu)布置的一般原則 依據(jù)抗震設計的基本思想，結(jié)構(gòu)良好的

4、抗震性能，首先取決于良好的結(jié)構(gòu)體系及合理的結(jié)構(gòu)布置。體型與抗震縫 .體型：單層廠房的平、立面布置應注意使體型簡單、平直。各部分結(jié)構(gòu)的剛度和質(zhì)量均勻?qū)ΨQ，避免凹凸曲折，盡可能選用長方形平面體型。 .抗震縫結(jié)構(gòu)復雜廠房，側(cè)向剛度或高度變化很大部位，及沿廠房側(cè)邊有貼建房屋時，宜設抗震縫?？拐鹂p的兩側(cè)應布置墻或柱?？拐鹂p寬度按烈度和結(jié)構(gòu)相鄰部分位移確定。第12頁，共57頁，2022年，5月20日，19點13分，星期二13屋蓋體系：應盡可能選用輕屋蓋。天窗架 必須減輕天窗屋蓋的重量及地震反應，最好采用鋼天窗和輕型屋面板材。柱對于一般單層廠房或較高大的廠房均可以采用鋼筋混凝土柱。確定柱子截面時，要選取合適

5、的剛度，過大的抗側(cè)剛度對廠房抗震并不一定有利，相反會引起廠房橫向周期的縮短而導致地震荷載的增大。柱底至室內(nèi)地坪以上500mm范圍內(nèi)和階形柱的上柱宜采用矩形面。圍護墻體：常用磚墻或大型墻板方案。第13頁，共57頁，2022年，5月20日，19點13分，星期二14 5.2單層鋼筋混凝土柱廠房的抗震計算 震害調(diào)查表明: 7度、類場地、柱高不超過10m且結(jié)構(gòu)單元兩端均有山墻的單跨及等高多跨廠房（鋸齒形廠房除外）主體結(jié)構(gòu)基本無損壞，故規(guī)范規(guī)定這類廠房可不進行橫向及縱向的截面抗震驗算，僅需滿足本節(jié)后面所述抗震構(gòu)造措施的規(guī)定。 其他情況均應沿廠房平面的兩個主軸方向分別考慮水平地震作用，并分別進行抗震驗算，每

6、個方向的地震作用應全部由該方向的抗側(cè)力構(gòu)件承擔。 8度、9度區(qū)跨度大于24m的屋架尚需考慮豎向地震作用。8度、類場地和9度區(qū)的高大單層鋼筋混凝土柱廠房，還需對階形柱的上柱進行罕遇地震作用下的彈塑性變形驗算。 第14頁，共57頁，2022年，5月20日，19點13分，星期二15 1.廠房的橫向抗震計算 (1) 計算方法的選擇規(guī)范建議分別按不同的屋蓋類型采用兩種計算方法。輕型屋蓋廠房: （指屋面為壓型鋼板、瓦楞鐵、石棉瓦等有檁屋蓋）柱距相等時，可按平面排架計算?；炷翢o檁和有檁屋蓋廠房:一般情況下，宜計及屋蓋橫向彈性變形，按多質(zhì)點空間結(jié)構(gòu)分析；當在7度和8度、柱頂高度不大于15m、廠房單元屋蓋長度

7、與總跨度之比小于8或廠房總跨度大于12m、山墻厚度不小于240mm并與屋蓋系統(tǒng)有良好的連接、山墻開洞所占的水平截面面積不超過總面積的50%時，可按平面排架計算，并考慮空間工作、扭轉(zhuǎn)及吊車橋架的影響對排架柱的地震剪力和彎矩進行調(diào)整。 第15頁，共57頁，2022年，5月20日，19點13分，星期二16圖5.32確定廠房自振周期的計算簡圖 (2) 橫向自振周期的計算 1). 計算簡圖 確定廠房橫向自振周期時，取單榀排架作為計算單元。計算簡圖可取為質(zhì)量集中在不同標高屋蓋處的下端固定于基礎頂面的豎直彈性桿，等高廠房可簡化為單質(zhì)點體系（圖5.32）。集中于屋蓋處的重力荷載代表值G按下式計算： (5.34

8、) 式中 、 屋蓋自重、屋架懸掛荷重; 、 乘以可變荷載組合值系數(shù)后的雪荷載、屋面積灰荷載； 乘以動力等效（即基本周期等效）換算系數(shù)的吊車梁自重、柱自重、外縱墻自重； 、 、 第16頁，共57頁，2022年，5月20日，19點13分，星期二17 確定廠房自振周期時，一般可不考慮吊車橋架剛度和重量的影響。因為橋架對廠房橫向排架起支撐桿作用，使排架的橫向剛度增大；而橋架的重量又使周期等效重量增大。兩種影響互相抵消。考慮吊車橋架時廠房橫向基本周期小于或等于無吊車橋架時的基本周期，兩者差別不大。 2).計算公式 自振周期的計算公式為 圖5.33 等高排架的側(cè)移 (5.6.2) 式中 G 集中于屋蓋處的

9、重力荷 載代表值（kN）； g 重力加速度（m/s2）；作用于排架頂部的單位水平力在該處引起的側(cè)（m/kN）， ，其中為排架橫桿內(nèi)力（kN）；是A柱柱頂作用單位水平力時在該處產(chǎn)生的側(cè)移（圖5.33）。第17頁，共57頁，2022年，5月20日，19點13分，星期二18 上述廠房橫向自振周期的計算是按鉸接排架簡圖進行的。實際上，屋架與柱的連接因加焊而存在一定程度的剛接作用，廠房縱墻對增大排架橫向剛度也有明顯的影響。因此，實際自振周期比計算值要小，規(guī)范規(guī)定：由鋼筋混凝土屋架或鋼屋架與鋼筋混凝土柱組成的排架，有縱墻時取周期計算值的80%，無縱墻時取90%。 圖5.34 有吊車時的計算簡圖 (3) 橫

10、向地震作用計算 1)計算簡圖 對于無橋式吊車的廠房，計算簡圖仍如圖5.32所示。對于有橋式吊車的廠房，除把質(zhì)量集中在屋蓋處G1之外，還要在吊車梁頂面處增設質(zhì)點G2（圖5.34）。G2等于吊車質(zhì)量。 對柱距為12m或12m以下的廠房，單跨時取1臺吊車的值，多跨時不超過2臺。對軟鉤吊車G2僅取橋架重量，不取懸吊物重量；第18頁，共57頁，2022年，5月20日，19點13分，星期二19對硬鉤吊車除取橋架自重外，一般尚取懸吊物重量的30%，硬鉤吊車的吊重較大時，組合值系數(shù)宜按實際情況采用。 計算廠房橫向地震作用時，集中于屋蓋處質(zhì)點的等效重力荷載代表值G1按式(5.36)計算： (5.36) 式中 、

11、 、 吊車梁、柱、外縱墻換算至屋蓋 處的等效重量。 注意：這里所用的各換算系數(shù)與式(5.32)中不同，前者是考慮結(jié)構(gòu)的周期（動力）等效，而此處是考慮柱或墻底截面的彎矩等效，其值是通過對一些廠房的實際計算結(jié)果統(tǒng)計分析得出的。 2) 廠房橫向地震作用 可采用底部剪力法計算地震作用，作用于排架底部的剪力即總水平地震作用可按式(3.108)計算，即：第19頁，共57頁，2022年，5月20日，19點13分，星期二20 集中于各質(zhì)點的地震作用計算出來后，按各柱的側(cè)移剛度分配至各柱，即得到作用于各廠房柱的橫向地震作用。如圖5.34所示的情況，各柱的地震作用為： 式中， 、 、 分別為A、B、C三柱的抗側(cè)剛

12、度。3) 天窗架地震作用計算計算分析表明，常用的鋼筋混凝土帶有斜腹桿的天窗架，側(cè)移剛度很大，基本上隨屋蓋平移。因此，規(guī)范規(guī)定：有斜撐桿的三鉸拱式鋼筋混凝土和鋼天窗架的橫向地震作用計算可采用底部剪力法；跨度大于9m或9度時，天窗架的地震作用效應應乘以增大系數(shù)1.5。其他情況下天窗架的橫向水平地震作用可采用振型分解反應譜法計算。第20頁，共57頁，2022年，5月20日，19點13分，星期二21（4）排架內(nèi)力分析及調(diào)整求得各排架柱上的地震作用后，便可用結(jié)構(gòu)力學的方法對平面排架進行內(nèi)力分析，得出各柱控制截面的地震作用效應（即彎矩、剪力）。對于用平面排架方法求出的地震作用效應，還需要進行調(diào)整。 1）考

13、慮空間作用和扭轉(zhuǎn)影響對柱地震作用效應的調(diào)整一般的單層鋼筋混凝土廠房，因其屋蓋通過焊連、設置支撐等構(gòu)造措施而具有一定的整體性，使廠房的豎向抗側(cè)力構(gòu)件（排架、橫墻）和水平抗側(cè)力構(gòu)件（屋蓋）形成空間工作體系。在橫向地震力作用下，當廠房兩端有山墻（圖5.35a）時，由于山墻在其平面內(nèi)的剛度遠大于排架的剛度，因此，各排架的地震作用將部分地通過屋蓋傳給山墻，即排架所受到的地震作用將有所減少。山墻的間距越短，屋蓋的整體性越好，山墻的剛度越大，廠房的空間作用就越顯著，排架的地震作用就減少得越多。當廠房僅一端有山墻（圖5.35b）時，廠房除了有空間作用影響外，還伴隨出現(xiàn)平面扭轉(zhuǎn)效應，使遠離山墻一端的排架側(cè)移增大

14、。只有在廠房無山墻（圖5.35c）、且各排架的剛度和質(zhì)量沿縱向分布均勻時，各排架的側(cè)移才相同，才可視作廠房無空間作用影響，即廠房的整體側(cè)移與單個排架的獨立側(cè)移是相同的。第21頁，共57頁，2022年，5月20日，19點13分，星期二22圖5.35 廠房屋蓋的變形設單個排架或無山墻（橫墻）廠房排架的柱頂側(cè)移為0，兩端有山墻廠房的中間（側(cè)移最大的）排架的柱頂側(cè)移為1，僅一端有山墻廠房的山墻遠端第二榀排架（最不利排架）的柱頂側(cè)移為2，則在其他條件相同的情況下，有102（見圖5.35）。因此，對于有空間作用和扭轉(zhuǎn)作用的廠房，按平面排架求得的地震作用效應應予修正。規(guī)范規(guī)定，鋼筋混凝土屋蓋的單層鋼筋混凝土

15、柱廠房，當按平面排架計算廠房的橫向地震作用時，等高廠房柱的各截面、不等高廠房除高低跨交接處的上柱以外的柱各截面，地震作用效應（彎矩、剪力）均應考慮空間作用及扭轉(zhuǎn)影響而乘以表5.12中相應的調(diào)整系數(shù)。 第22頁，共57頁，2022年，5月20日，19點13分，星期二23按表考慮空間工作和扭轉(zhuǎn)影響時，廠房應符合下列要求： 設防烈度為7度和8度。9度時山墻嚴重破壞，失去空間工作的基本條件，故不考慮。廠房單元屋蓋長度L與總跨度B之比LB8，或B12m。當廠房僅一端有山墻時，L取所考慮排架至山墻的距離。對高低跨相差較大的不等高廠房，總跨度可不包括低跨。這條限制是保證屋蓋在自身平面內(nèi)的水平剛度較大，使屋蓋

16、的地震作用有效地傳給山墻。山墻（或橫墻）厚度240mm，開洞所占的水平截面面積50%，柱頂高度15m。這是為了保證山墻有足夠的強度、剛度和穩(wěn)定性。柱頂高度不大于15m。這個限制是由于7度、8度區(qū)，高度大于15m廠房山墻的抗震經(jīng)驗不多，規(guī)范考慮到當廠房較高時山墻的穩(wěn)定性和山墻與側(cè)墻轉(zhuǎn)角處應力分布復雜，為保證安全所做的規(guī)定。第23頁，共57頁，2022年，5月20日，19點13分，星期二24表5.12 鋼筋混凝土柱（除高低跨交接處上柱外）考慮空間工作和扭轉(zhuǎn)影響的效應調(diào)整系數(shù) 屋 蓋山 墻屋 蓋 長 度 （m）303642485460667278849096鋼筋混凝土無檁屋蓋兩端山墻等高廠房0.75

17、0.750.750.80.80.80.850.850.850.9不等高廠房0.850.850.850.90.90.90.950.950.951.0一端山墻1.051.151.21.251.31.31.31.31.351.351.351.35鋼筋混凝土有檁屋蓋兩端山墻等高廠房0.80.850.90.950.951.01.01.051.051.1不等高廠房0.850.90.951.01.01.051.051.11.11.15一端山墻1.01.051.11.11.151.151.151.21.21.21.251.25第24頁，共57頁，2022年，5月20日，19點13分，星期二252）吊車橋引起的

18、地震作用效應增大系數(shù)吊車橋是一個較大的移動質(zhì)量，在地震中往往引起廠房的強烈局部振動，對吊車所在排架產(chǎn)生局部影響，加重震害。因此，對于鋼筋混凝土柱單層廠房的吊車梁頂標高處的上柱截面，由吊車橋架引起的地震剪力和彎矩應乘以增大系數(shù)，當按底部剪力法等簡化方法計算時，增大系數(shù)可按表5.13采用。表5.13 吊車橋架引起的地震剪力和彎矩增大系數(shù)屋蓋類型山墻邊柱高低跨柱其他中柱鋼筋混凝土無檁屋蓋兩端山墻2.02.53.0一端山墻1.52.02.5鋼筋混凝土有檁屋蓋兩端山墻1.52.02.5一端山墻1.52.02.0若為不等高廠房，還要把高低跨交接柱支承低跨屋蓋的牛腿面以上各截面的地震內(nèi)力乘以增大系數(shù)。因為高

19、低跨交接處的上柱由于高振型的影響將產(chǎn)生較大的變形和內(nèi)力。第25頁，共57頁，2022年，5月20日，19點13分，星期二26 （5） 排架內(nèi)力組合 單層廠房排架的地震作用效應與其他荷載效應組合時，一般可不考慮風荷載效應、吊車橫向水平制動力引起的內(nèi)力，以及豎向地震作用影響；只考慮水平地震作用效應（內(nèi)力符號可正可負）與廠房重力荷載（包括結(jié)構(gòu)自重、雪荷載和積灰荷載、有吊車時應考慮吊車的豎向荷載）效應的組合。因此，荷載效應組合的一般表達式為： (5.37) 式中 重力荷載分項系數(shù)，一般取1.2； 水平地震作用分項系數(shù)，可取1.3； 排架在重力荷載、水平地震作用下的荷載效應系數(shù) 重力荷載代表值；水平地震

20、作用標準值。 、 （6） 截面抗震驗算 對單層鋼筋混凝土柱廠房，排架柱截面的抗震驗算應滿足下列一般表達式的要求：第26頁，共57頁，2022年，5月20日，19點13分，星期二27(5.38)式中: R結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力設計值，按混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范 中偏心受壓構(gòu)件的承載力計算公式規(guī)定計算； RE 承載力抗震調(diào)整系數(shù)，對鋼筋混凝土偏心受壓柱，當軸壓比小于0.15時，取0.75；當軸壓比大于0.15時，取0.80。 對于兩個主軸方向柱距均不小于12m、無橋式吊車且無柱間支撐的大柱網(wǎng)廠房，柱截面抗震驗算應同時計算兩個主軸方向的水平地震作用，并應計入位移引起的附加彎矩。第27頁，共57頁，2022年，5月

21、20日，19點13分，星期二2. 廠房的縱向抗震計算 歷次地震，特別是海城、唐山地震，廠房沿縱向發(fā)生破壞的例子很多，而且中柱列的破壞普遍比邊柱列嚴重得多。 這是由于在縱向地震作用下，縱墻參與了工作，并且屋蓋在其平面內(nèi)產(chǎn)生了縱向水平變形，使中柱列側(cè)移大于邊柱列側(cè)移。 因此，規(guī)范規(guī)定，鋼筋混凝土屋蓋廠房的縱向抗震計算，要考慮圍護墻和隔墻的有效剛度、強度和屋蓋的變形，采用多質(zhì)點空間結(jié)構(gòu)分析。28 只有當柱頂標高不大于15m且平均跨度不大于30m的單跨或等高多跨鋼筋混凝土柱廠房，才能采用“修正剛度法”進行近似計算。第28頁，共57頁，2022年，5月20日，19點13分，星期二29 不等高和縱向不對稱

22、廠房，需要考慮廠房的扭轉(zhuǎn)影響，現(xiàn)階段尚無合適的簡化方法。 除了修正剛度法外，簡化方法還有柱列法和擬能量法。 柱列法適用于單跨廠房或輕屋蓋等高多跨廠房； 擬能量法僅適用于鋼筋混凝土無檁及有檁屋蓋的兩跨不等高廠房。 本節(jié)只介紹修正剛度法，該法是規(guī)范編制組選用多種簡化方法與空間分析計算結(jié)果比較而得到的。 (1) 縱向基本自振周期的計算 對于磚圍護墻的廠房，抗震規(guī)范根據(jù)對柱頂標高不大于15m且平均跨度不大于30m的單跨或等高多跨鋼筋混凝土柱廠房的縱向基本周期實測結(jié)果，經(jīng)統(tǒng)計整理，給出如下經(jīng)驗公式： (5.39) 式中：1屋蓋類型系數(shù)，大型屋面板鋼筋混凝土屋架可采用1.0， 鋼屋架采用0.85； l 廠

23、房跨度（m），多跨廠房可取各跨的平均值； H基礎頂面至柱頂?shù)母叨龋╩） 第29頁，共57頁，2022年，5月20日，19點13分，星期二30 式中 圍護墻影響系數(shù)，小于1.0時應采用1.0。 當廠房為敞開、半敞開或墻板與柱子柔性連接時，可按(5.39)式計算，并乘以下列圍護墻影響系數(shù)： (5.40)（2）柱列的柔度和剛度 要計算柱列抗側(cè)力構(gòu)件（柱、支撐、縱墻）的地震作用，需要先算出柱列的柔度和剛度，柱列的剛度由柱列各抗側(cè)力構(gòu)件的剛度疊加而成。下面先討論各抗側(cè)力構(gòu)件的柔度和剛度計算方法，然后給出柱列剛度的計算公式。第30頁，共57頁，2022年，5月20日，19點13分，星期二31圖5.6.53

24、6 支撐的側(cè)移 1）柱的柔度和剛度 等截面柱側(cè)移柔度 (5.41) 側(cè)移剛度 (5.42) 式中 H、 柱的高度、截面慣性矩； 混凝土的彈性模量； 屋蓋、吊車梁等縱向構(gòu)件對柱側(cè)移剛度的影響 系數(shù)， 無吊車梁時=1.1，有吊車梁時=1.5。 變截面柱：計算公式參閱有關設計手冊，但需注意考慮 的影響。 第31頁，共57頁，2022年，5月20日，19點13分，星期二32 2） 柱間支撐的柔度和剛度 一般的柱間支撐均采用半剛性支撐，支撐桿件的長細比=40200。在確定支撐柔度時，不計柱和水平桿的軸向變形，以簡化計算。圖表示設有上柱支撐和下柱支撐的柱間支撐，在單位力F=1的作用下可求得柱頂?shù)膫?cè)移，即支

25、撐的側(cè)移柔度如下式：(5.43) 側(cè)移剛度為 (5.44) 式中 下柱支撐的斜桿長和截面面積； 上柱支撐的斜桿長和截面面積； E鋼材的彈性模量； L柱間支撐的寬度； 分別為下柱和上柱支撐斜桿受壓時的穩(wěn)定系數(shù)，根據(jù)桿 件長細比，由鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范查得 第32頁，共57頁，2022年，5月20日，19點13分，星期二33 3) 縱向磚墻的柔度 有關磚墻的側(cè)向柔度和剛度的計算，參見第7章。 4) 柱列的柔度和剛度 圖5.37表示i柱列各抗側(cè)力構(gòu)件僅在柱頂設置水平連桿的簡化力學模型，第i柱列柱頂標高的側(cè)移剛度等于各抗側(cè)力構(gòu)件在同一標高的側(cè)移剛度之和，即(5.45) 其中: 分別為一根柱、一片支撐和一片墻

26、體的頂點側(cè)移剛度。 第i柱列的側(cè)移柔度為(5.46) 圖5.37 僅在柱頂設置水平連桿的力學模型第33頁，共57頁，2022年，5月20日，19點13分，星期二34 （3）柱列地震作用計算 采用底部剪力法進行計算。對于無橋式吊車的廠房，整個柱列的各項重力荷載集中到柱頂標高處；對于有橋式吊車的廠房，整個柱列的各項重力荷載應分別集中到柱頂標高處和吊車梁頂標高處。 1）屋蓋標高處廠房的縱向地震作用 集中到第i柱列的屋蓋標高處的等效重力荷載代表值Gi為有吊車時： 無吊車時： (5.47) (5.48) 作用在屋蓋標高處的第i柱列廠房縱向地震作用標準值為： (5.49) (5.50) 第34頁，共57頁

27、，2022年，5月20日，19點13分，星期二35式中 相應于廠房縱向基本自振周期的水平地震影響系數(shù)，按第3 章方法確定； i 柱列柱頂標高處縱向地震作用標準值； Kai i 柱列柱頂?shù)目倐?cè)移剛度，應包括i柱列內(nèi)柱子和上、下柱間 支撐的側(cè)移剛度及縱墻的折算側(cè)移剛度的總和。貼砌磚圍護 墻側(cè)移剛度的折減系數(shù)，在7、8、9度時可分別取0.6、0.4和 0.2。 柱列側(cè)移剛度的柱間支撐影響系數(shù)，縱向為磚圍護墻時，邊 柱列可采用1.0，中柱列可按表5.15采用。 i柱列柱頂?shù)恼{(diào)整側(cè)移剛度； 柱列側(cè)移剛度的圍護墻影響系數(shù)，可按表5.14采用；有縱 向磚圍護墻的四跨或五跨廠房，由邊柱列數(shù)起的第三柱 列，可按

28、表內(nèi)相應數(shù)值的1.15倍采用； 第35頁，共57頁，2022年，5月20日，19點13分，星期二36表5.14 圍護墻影響系數(shù)3圍護墻類別和烈度柱 列 和 屋 蓋 類 別邊跨無天窗中 柱 列240磚墻370磚墻無檁屋蓋有檁屋蓋邊跨有天窗邊跨無天窗邊跨有天窗7度0.851.71.81.81.97度8度0.851.51.61.61.78度9度0.851.31.41.41.59度0.851.21.31.31.4無墻、石棉瓦或掛板0.901.11.11.21.2表5.15 縱向采用磚圍護墻的中柱列柱間支撐影響系數(shù)4 廠房單元內(nèi)設置下柱支撐的柱間數(shù)中柱列下柱支撐斜桿的長細比中柱列無支撐404080811

29、20121150150一柱間0.90.951.01.11.251.4二柱間0.90.951.0第36頁，共57頁，2022年，5月20日，19點13分，星期二37 2) 柱列各吊車梁頂標高處的地震作用 對于有橋式吊車的廠房，集中到第i柱列的吊車梁頂標高處的等效重力荷載代表值 為： (5.51) 式中 集中于第i柱列吊車梁頂標高處的等效重力荷載代表值； 集中于第i柱列的吊車橋重力荷載代表值。 作用于第i柱列吊車梁頂標高處的地震作用標準值，可按 下式確定：(5.52) 式中 第i柱列吊車梁頂標高處的縱向地震作用標準值； 第i柱列吊車梁頂高度； 第i柱列高度。第37頁，共57頁，2022年，5月20

30、日，19點13分，星期二38 (4) 構(gòu)件地震作用 1) 無吊車廠房（僅柱列頂部作用地震力時） 因為在縱向地震力作用下各構(gòu)件頂部的位移應相等，所以柱列地震作用應按各構(gòu)件的側(cè)移剛度分配至柱列中的各構(gòu)件。所以， 一根柱分配到的縱向地震作用標準值：(5.53) 一片支撐分配到的縱向地震作用標準值：(5.54) 一片墻分配到的縱向地震作用標準值： (5.55) 第38頁，共57頁，2022年，5月20日，19點13分，星期二39式中 考慮磚墻開裂后柱列的側(cè)移剛度，即 (5.56) 貼砌的磚圍護墻側(cè)移剛度折減系數(shù)，7、8、9度時分 別取0.6、0.4、0.2。 2)有吊車廠房（柱列有兩個地震力時） 柱列

31、在柱頂和吊車梁頂標高處都有地震作用，在 和 作用點處柱列側(cè)移為 (5.57) 由上式可求出柱列在柱頂?shù)膫?cè)移ui1和吊車梁頂標高處的側(cè)移 。 根據(jù)同一柱列的柱子、支撐和磚墻在柱頂標高處及吊車梁頂標高處位 移協(xié)調(diào)的原則，第i柱列，柱子所分擔的縱向地震作用為： 第39頁，共57頁，2022年，5月20日，19點13分，星期二40(5.58) 第i柱列，柱間支撐所分擔的縱向地震作用為：(5.59) 第i柱列，磚墻所分擔的縱向地震作用為： (5.60) 式中： Kc11、Kc12、Kc21、Kc22、Kb11、Kb12、Kb21、Kb22、Kw11、 Kw12 、 Kw21、Kw22 第i柱列中柱子、支

32、撐、磚墻的側(cè)移剛度。 第40頁，共57頁，2022年，5月20日，19點13分，星期二41 (5) 突出屋面天窗架的縱向抗震計算 地震震害表明，沒有考慮抗震設防的一般鋼筋混凝土天窗架，其橫向受損并不明顯，而縱向破壞卻相當普遍。破壞的特點是多跨廠房震害比單跨廠房重；多跨廠房邊跨支撐破壞程度比中跨重。這是由于多跨廠房中天窗架豎向支撐參與了屋蓋縱向水平地震作用的傳遞工作，導致靠近縱墻的天窗支撐受力增大，而且隨跨數(shù)的增加而增大。 天窗架的縱向抗震計算，可采用空間結(jié)構(gòu)分析法，并計及屋蓋平面彈性變形和縱墻的有效剛度。這是比較精確和適用性較廣的方法。 對于柱高不超過15m的單跨和等高多跨混凝土無檁屋蓋廠房的

33、天窗架縱向地震作用計算，可采用底部剪力法，但天窗架的地震作用效應應乘以增大系數(shù)。單跨邊跨屋蓋或有縱向內(nèi)隔墻的中跨屋蓋，增大系數(shù)為： (5.61) 其他中跨屋蓋的增大系數(shù)為 (5.62) 第41頁，共57頁，2022年，5月20日，19點13分，星期二42 用底部剪力法計算天窗架縱向地震作用時，可近似按下式計算：(5.63) 式中 G 集中于某跨天窗屋蓋標高處的等效重力荷載代表值； 、 分別為該天窗屋蓋和廠房屋蓋的高度； 相應于基本自振周期的水平地震影響系數(shù)。第42頁，共57頁，2022年，5月20日，19點13分，星期二435.3 單層鋼筋混凝土柱廠房的抗震構(gòu)造措施 單層鋼筋混凝土柱廠房是預制

34、裝配式結(jié)構(gòu)，連接節(jié)點多，預埋鐵件多，結(jié)構(gòu)的整體性較差。因此，加強結(jié)構(gòu)整體性是單層廠房抗震構(gòu)造措施的主要目的。為此要注意三個問題：重視連接節(jié)點的設計和施工，應使預埋件的錨固承載力、節(jié)點的承載力大于連接構(gòu)件的承載力，防止節(jié)點先于構(gòu)件破壞；同時，節(jié)點構(gòu)造應具有較強的變形能力和耗能能力，防止發(fā)生脆性破壞。完善支撐體系，保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。提高構(gòu)件薄弱部位的強度和延性，防止構(gòu)件局部破壞導致廠房的嚴重破壞或倒塌。第43頁，共57頁，2022年，5月20日，19點13分，星期二441. 屋蓋系統(tǒng) 加強屋蓋系統(tǒng)的整體性不僅關系到屋蓋本身的空間整體剛度和抗震能力，而且關系到能否把屋蓋產(chǎn)生的地震作用均勻協(xié)調(diào)地傳到柱

35、子及柱間支撐上，也是發(fā)揮山墻空間作用的基本條件。 (1) 屋蓋構(gòu)件的整體連接 無檁屋蓋的大型屋面板與屋架的連接，有檁屋蓋的檁條與屋架（屋面梁）的連接，是形成屋蓋整體性的第一道防線，必須在設計和施工時保證連接的牢固性。 對于無檁屋蓋，首先要保證大型屋面板與屋架（屋面梁）焊牢，尤其是靠柱列的第一塊屋面板，每塊屋面板至少有三個角與屋架（屋面梁）焊連，焊縫的長度和厚度分別不小于80mm和6mm。8度和9度時，大型屋面板端頭底面的預埋件宜采用角鋼并與主筋焊牢。非標準屋面板宜采用裝配整體式接頭，或?qū)逅慕乔械艉笈c屋架（屋面梁）焊牢。屋架（屋面梁）端部頂面預埋件的錨筋，8度時不宜少于410，9度時不宜少于4

36、12。此外，作為屋面板整體性的補強措施，6度和7度時，有天窗廠房單元的端開間，或8度和9度時各開間，宜將垂直屋架方向兩側(cè)相鄰的大型屋面板的頂面彼此焊牢。第44頁，共57頁，2022年，5月20日，19點13分，星期二45 對于有檁屋蓋，要保證檁條與混凝土屋架（屋面梁）焊牢，并應有足夠的支承長度；雙脊檁應在跨度1/3處相互拉結(jié)。此外，壓型鋼板應與檁條可靠連接，瓦楞鐵、石棉瓦等應與檁條拉結(jié)。 (2)屋蓋支撐系統(tǒng)的設置 屋蓋支撐系統(tǒng)是形成屋蓋整體性的第二道防線，尤其是當屋面板與屋架的焊接不可靠時，廠房屋蓋的縱向抗震安全性更需要依靠屋蓋支撐的合理布置。 有檁屋蓋支撐布置應符合表5.16的要求。 無檁屋

37、蓋支撐的布置應符合表5.17的要求，有中間井式天窗時應符合表5.18的要求；8度和9度跨度不大于15m的屋面梁屋蓋，可僅在廠房單元兩端各設豎向支撐一道。第45頁，共57頁，2022年，5月20日，19點13分，星期二46表5.16 有檁屋蓋的支撐布置支撐名稱烈 度6、789屋架支撐上弦橫向支撐廠房單元端開間各設一道廠房單元端開間及廠房單元長度大于66m的柱間支撐開間各設一道；天窗開洞范圍的兩端各增設局部的支撐一道。廠房單元端開間及廠房單元長度大于42m的柱間支撐開間各設一道；天窗開洞范圍的兩端各增設局部的上弦橫向支撐一道。下弦橫向支撐同非抗震設計跨中豎向支撐端部豎向支撐屋架端部高度大于900m

38、m時，廠房單元端開間及柱間支撐開間各設一道天窗架支撐上弦橫向支撐廠房單元天窗端開間各設一道廠房單元天窗端開間及每隔30m各設一道廠房單元天窗端開間及每隔18m各設一道兩側(cè)豎向支撐廠房單元天窗端開間及每隔36m各設一道第46頁，共57頁，2022年，5月20日，19點13分，星期二47表5.17 無檁屋蓋的支撐布置支撐名稱烈 度6、789屋架支撐上弦橫向支撐屋架跨度小于18m時同非抗震設計，跨度不小于18m在廠房單元端開間各設一道廠房單元端開間及柱間支撐開間各設一道，天窗開洞范圍的兩端各增設局部的支撐一道上弦通長水平系桿同非抗震設計沿屋架跨度不大于15m設一道，但裝配整體式屋面可不設；圍護墻在屋

39、架上弦高度有現(xiàn)澆圈梁時，其端部處可不另設沿屋架跨度不大于12m設一道，但裝配整體式屋面可不設；圍護墻在屋架上弦高度有現(xiàn)澆圈梁時，其端部處可不另設下弦橫向支撐同非抗震設計同上弦橫向支撐跨中豎向支撐兩端豎向支撐屋架端部高度900mm廠房單元端開間各設一道廠房單元端開間及每隔48m各設一道屋架端部高度900mm廠房單元端開間各設一道廠房單元端開間及柱間支撐開間各設一道廠房單元端開間、柱間支撐開間及每隔30m各設一道天窗兩側(cè)豎向支撐廠房單元天窗端開間及每隔30m各設一道廠房單元天窗端開間及每隔24m各設一道廠房單元天窗端開間及每隔18m各設一道上弦橫向支撐同非抗震設計天窗跨度9m時，廠房單元天窗端開間

40、及柱間支撐開間各設一道廠房單元天窗端開間及柱間支撐開間各設一道第47頁，共57頁，2022年，5月20日，19點13分，星期二48表5.18 中間井式天窗無檁屋蓋支撐布置支 撐 名 稱6、7度8度9度上弦橫向支撐下弦橫向支撐廠房單元端開間各設一道廠房單元端開間及柱間支撐開間各設一道上弦通長水平系桿天窗范圍內(nèi)屋架跨中上弦節(jié)點處設置下弦通長水平系桿天窗兩側(cè)及天窗范圍內(nèi)屋架下弦節(jié)點處設置跨中豎向支撐有上弦橫向支撐開間，位置與下弦通長系桿對應兩端豎向支撐屋架端部高度900mm同非抗震設計有上弦橫向支撐開間，且間距不大于48m屋架端部高度900mm廠房單元端開間各設一道有上弦橫向支撐開間，且間距不大于4

41、8m有上弦橫向支撐開間，且間距不大于30m第48頁，共57頁，2022年，5月20日，19點13分，星期二49 (3)屋蓋支撐的要求 在進一步總結(jié)唐山地震經(jīng)驗的基礎上，規(guī)范對屋蓋支撐提出了補充規(guī)定：屋蓋支撐桿件宜用型鋼。天窗開洞范圍內(nèi)，在屋架脊點處應設置上弦通長水平壓桿。屋架上、下弦通長水平系桿與豎向支撐宜配合設置。屋架跨中豎向支撐在跨度方向的間距，68度時不大于15m，9度時不大于12m；當僅在跨中設一道時，應設在跨中屋架屋脊處；當設二道時，應在跨度方向均勻布置。柱距不小于12m且屋架間距6m的廠房，托架（梁）區(qū)段及其相鄰開間應設下弦縱向水平支撐。 （4）混凝土屋架薄弱部位的加強 鋼筋混凝土

42、屋架第一節(jié)間上弦桿、梯形屋架端豎桿，以及拱形和折線形屋架上弦端部支撐屋面板的小立柱，在靜力分析中受力很小而常采用構(gòu)造配筋，但在地震中往往承受過大的地震剪力而破壞，因此，這些部位在抗震設計時要適當增大配筋量，6度和7度時不宜少于412，8度和9度時不宜少于414。梯形屋架的端豎桿截面寬度宜與上弦寬度相同。拱形和折線形屋架上弦端部支撐屋面板的小立柱，截面不宜小于200mm200mm，高度不宜大于500mm，主筋宜采用形，箍筋可采用6，間距宜為100mm。 （5）天窗側(cè)板與天窗立柱的連接 突出屋面的混凝土天窗架，其兩側(cè)墻板與天窗立柱的連接，過去多采用焊連的剛性連接方式，由于缺乏延性，造成應力集中，往

43、往加重震害，因此宜采用螺栓連接。第49頁，共57頁，2022年，5月20日，19點13分，星期二502. 柱與柱間支撐 柱是承受單層廠房豎向荷載和水平縱、橫向荷載的最重要構(gòu)件，柱間支撐是傳遞縱向水平荷載、保證廠房縱向穩(wěn)定的主要構(gòu)件。鋼筋混凝土柱要避免脆性的剪切破壞和壓裂破壞，柱間支撐要防止壓屈失穩(wěn)。 為保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和整體性，8度時跨度不小于18m的多跨廠房中柱和9度時多跨廠房各柱，柱頂宜設置通長水平壓桿，此壓桿可與梯形屋架支座處通長水平系桿合并設置，鋼筋混凝土系桿端頭與屋架間的空隙應采用混凝土填實 。 (1) 排架柱薄弱部位的加強 單層廠房鋼筋混凝土柱的薄弱部位有柱頭、上柱根部和吊車梁頂標

44、高處、牛腿、柱根部、柱間支撐連接處，以及柱變位受約束處。這些部位在地震中容易發(fā)生剪切破壞，出現(xiàn)斜裂縫或水平裂縫。因此，規(guī)范規(guī)定要對柱子的薄弱部位進行箍筋加密，具體的箍筋加密范圍有： 1)柱頭，取柱頂以下500mm并不小于柱截面長邊尺寸； 2)上柱，取階形柱自牛腿面至吊車梁頂面以上300mm高度范圍內(nèi)； 3)牛腿（柱肩），取全高； 第50頁，共57頁，2022年，5月20日，19點13分，星期二51 4)柱根，取下柱柱底至室內(nèi)地坪以上500mm； 5)柱間支撐與柱連接節(jié)點和柱變位受平臺等約束的部位，取節(jié)點上、下各300mm。 加密區(qū)箍筋間距不應大于100mm，箍筋肢距和最小直徑應符合表5.19的

45、規(guī)定。 表5.19 柱加密區(qū)箍筋最大肢距和最小箍筋直徑烈度和場地類別6度和7度、類場地7度、類場地和8度、類場地8度、類場地和9度箍筋最大肢距（mm）300250200箍筋最小直徑一般柱頭和柱根688（10）角柱柱頭81010上柱牛腿和有支撐的柱根8810有支撐的柱頭和柱變位受約束部位81010第51頁，共57頁，2022年，5月20日，19點13分，星期二52 (2) 山墻抗風柱的配筋要求 唐山地震中，抗風柱的柱頭和上、下柱的根部都有產(chǎn)生裂縫，甚至折斷的震害，另外，柱肩產(chǎn)生劈裂的情況也不少。為此，規(guī)范對抗風柱除了提出驗算要求外，還提出縱筋和箍筋的構(gòu)造規(guī)定：抗風柱柱頭和上、下柱根部需加強箍筋的

46、配置，在柱頂以下300mm和牛腿（柱肩）面以上300mm范圍內(nèi)的箍筋，直徑不宜小于6mm，間距不應大于100mm，肢距不大于250mm。此外，在抗風柱的變截面牛腿（柱肩）處宜設受拉鋼筋，以提高其抗震承載力。 （3）大柱網(wǎng)廠房柱的構(gòu)造要求 大柱網(wǎng)廠房的抗震性能是唐山地震中發(fā)現(xiàn)的新問題，其震害特征是：柱根出現(xiàn)對角破壞，混凝土酥碎剝落，縱筋壓曲，說明主要是縱、橫兩個方向或斜向地震作用的影響，柱根的強度和延性不足；中柱的破壞率和破壞程度均大于邊柱，說明與柱的軸壓比有關。為此，大柱網(wǎng)廠房柱應符合： 1）柱截面宜采用正方形或接近正方形的矩形，邊長不宜小于柱全高的1/181/16。 2） 重屋蓋廠房組合的柱軸壓比，6、7度時不宜大于0.8，8度和9度時分別不宜大于0.7和0.6。第52頁，共57頁，2022年，5月20日，19