7.1 震害及其分析
1. 屋盖体系 屋盖体系在7度区基本完好，仅在个别柱间支撑处由于地震剪力的累积效应而出现屋
面板支座酥裂；8度区发生屋面板错动、移位、震落，造成屋盖局部倒塌；9度区发生屋 盖倾斜、位移，屋盖有部分塌落，屋面板大量开裂、错位；9度以上地震区则发生屋盖 大面积倒塌。
(1) 屋面板。由于屋面板端部预埋件小，且预应力屋面板的预埋件又未与板肋内主钢 筋 焊接，加之施工中有的屋面板搁置长度不足、屋顶板与屋架的焊点数不足、焊接质 量差 、板间没有灌缝或灌缝质量很差等连接不牢的原因，造成地震时屋面板焊缝拉开， 屋面板滑脱，以致部分或全部屋面板倒塌。
3. 屋架支座联结处的局部破坏 单层砖结构厂房中，由于屋架与砖柱(墙)没有可靠的锚固措施，地震时锚固
螺栓被拔出，使屋架移动造成屋架与砖柱(墙)联结处的局1.2 单层钢筋混凝土柱厂房
装配式单层钢筋混凝土柱厂房的震害一般表现是：6度、7度地震区主体结构完 好，少数围护砖墙开裂外闪，个别围护砖墙倒塌，突出屋面的∏形天窗架局部损坏； 在8度区，随着场地类别的不同，主体结构有不同程度破坏，与柱和屋盖拉结不好的 围护墙大面积倒塌，∏形天窗架大量倾倒，有的重屋盖厂房屋盖塌落；在9度区(特别 是第Ⅲ、Ⅳ类场地)主体结构破坏严重。砌体围护结构大量倒塌，∏形天窗架普遍倾 倒，不少长房屋盖塌落；在10度、11度地区，许多厂房倾倒毁坏。
图7.1 山墙裂缝
7.1 震害及其分析
2. 山墙水平裂缝、外闪和倒塌，纵墙斜裂缝或交叉裂缝 对于单层砖结构厂房，当地震作用垂直于山墙时，它的震害主要表现为：
山墙出现水平裂缝和外闪，山墙尖部乃至整片山墙倒塌，以及纵墙产生斜裂缝 或交叉裂缝。造成这种震害的主要原因是，山墙与屋盖缺少必要的锚固措施， 山墙处于悬臂状态，在纵向地震作用下产生很大的出水平变位，致使山墙顶部 砌体失去抗震能力而倒塌。在9度区，山墙承受强烈的地震作用，产生上述震 害不仅是由于顶部锚固不足，而且也是由于山墙砌体包括壁柱强度不足而引起 破坏的。纵墙的斜裂缝或交叉裂缝，多发生在强震区，这是由于强烈的地震作 用，纵墙在薄弱截面内的地震剪力超过砌体的抗剪承载能力而引起的。
虽然单层砖结构厂房和单层钢筋混凝土柱厂房的震害表现有所不
同，但由于两者的抗震设计方法有共同之处，故本章将这两种类型的 厂房一起叙述。
本章内容
●7.1 震害及其分析 ●7.2 抗震设计的一般规定 ●7.3 单层厂房抗震计算 ●7.4 构 造 要 求 ●7.5 计 算 实 例 ●7.6 习 题
7.1 震害及其分析
单层砖结构厂房纵墙产生水平裂缝、砖垛折断是一种普遍的震害现象。 纵墙在窗台和勒脚附近产生水平裂缝，随着地震烈度的增高，此裂缝会加 宽外，还会逐渐向两端山墙延伸而加长，甚至使纵墙折断，房屋倒塌。例 如，在7度区，这种水平裂缝、砖垛破损仅限于房屋的中间部分；而在8度 区则延伸至离山墙将近两个开间(8 m～10 m)；在9度区，水平裂缝可能一 直延伸到山墙处，且裂缝的数量增加、宽度加大，直到纵墙折断。设有吊 车梁的单层砖柱厂房，因受到吊车尺寸的限制，一般采用变截面柱，上阶 柱截面较小，下阶柱截面较大。这时，砖柱的上阶柱内侧因弯曲受压破坏 是一种较普遍的现象。9 度区不少有吊车的厂房因上柱根部被压坏，导致 上柱折断，屋盖塌落。在强震区，采用钢筋混凝土屋盖，且山墙间距不很 大时，山墙将出现较严重的斜裂缝和交叉裂缝，如图7.1所示。
(2) 天窗架。天窗架主要有∏式天窗和井式(下沉式)天窗架二种。井式天窗由于降低 了厂房的高度，在7度、8度区一般无震害。目前大量采用的∏式天窗架，地震时震害普 遍。7度区出现天窗架立柱与侧板连接处及立柱与天窗架垂直支撑连接处混凝土开裂的 现象；8度区上述裂缝贯穿全截面。天窗架立柱底部折断倒塌；9度、l0度区∏式天窗架 大面积倾倒。∏式天窗架的震害如此严重，主要原因是：门形天窗架突出在屋面上，受 到经过主体建筑放大后的地震加速度而强化、激励产生显著的鞭梢效应，随着突出得越 高，地震作用也越大。特别是天窗架上的屋面板与屋架上的屋面板不在同一标高，在厂 房纵向振动时产生高振型的影响，一旦支撑失效，地震作用全部由天窗架承受，而天窗 架在本身平面外的刚度差，强度低联结弱而引起天窗架破坏。此外天窗架垂直支撑布置 不合理或不足，也是主要原因。
不少震害资料还表明，震害的轻重与场地类别密切相关。当结构自振周期与场 地卓越周期相接近时，建筑物与地基土产生类似共振现象，震害加重。单层钢筋混凝 土厂房纵向抗震能力较差。此外还存在一些构件间联结构造单薄、支撑系统较弱、构 件强度不足等薄弱环节，当发生地震时首先破坏。钢筋混凝土单层厂房其主要震害表 现如下。
7.1 震害及其分析
上述震害特点基本上反映了在横向地震作用下单层砖结构厂房的受力性质 。由于这类房屋缺少横墙拉结，特别是山墙或横墙间距较大的有檩体系屋盖房 屋，屋盖整体性较差，横向地震作用主要由组成排架的纵墙承受，所以纵墙震 害较重。而在强震区，当采用钢筋混凝土屋盖，且山墙或横墙的间距不大时， 屋盖的整体性较强，厂房的空间作用比较显著；这时，山墙将承受由屋盖传来 较强的横向地震作用。当传至山墙或横墙上的横向地震作用超过山(横)墙的抗 剪承载力时，墙体就会产生斜裂缝。由于地震的往复作用，墙体上产生的裂缝 往往是交叉型的。 。
7.1.1 单层砖结构厂房
震害调查表明，7度区未经抗震设防的单层砖结构厂房多数只有轻微 的破坏或基本完好，少数为中等破坏；8度区的厂房多数受到不同程度的 破坏，部分受到中等破坏，个别倒塌；9度区的厂房大多数有严重破坏和 倒塌，只有个别能在震后保留下来。其震害主要表现如下。 1. 纵墙水平裂缝、砖垛折断、山墙斜裂缝或交叉裂缝
第7章
单层厂房抗震设计
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教学提示：单层厂房在我国工业企业中被广泛应用，其地震作用分析应 考虑屋盖平面内的弹性变形和山墙可能引起的扭转。本章介绍以空间分析 为基础的简化计算方法。
教学要求：本章要求学生了解单层厂房震害特点、抗震规定、抗震计算 要点及构造措施。
单层厂房包括单层砖结构厂房、单层钢筋混凝土柱厂房和单层钢 结构厂房等结构类型，本章介绍前两种。单层砖结构厂房是指以砖柱 (墙)承重的中小型厂房。单层钢筋混凝土柱厂房指工业建筑中采用比 较普遍的装配式单层钢筋混凝土柱厂房，且厂房内多设置桥式吊车。