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文档之家› 建筑结构抗震设计第8章 单层厂房抗震设计
建筑结构抗震设计第8章 单层厂房抗震设计
原则:尽量简单、规则、均匀、对称,质量中心和 刚度中心尽可能重合,尽量避免体型复杂、凹凸变换尽可能 选用长方形平面体型。
结构布置 应合理
平面
避免显著 扭转震动
对称
(
平 否面 则复
杂 )
设防震缝
厂房纵横跨交接处, 对大柱网厂房等可不 设柱间支撑的厂房 缝宽采用
100~150mm
其他情况 缝宽采用50~90mm
柱底至室内地坪以上500mm范ຫໍສະໝຸດ 内和阶形柱的上柱宜采用 矩形截面。
(4)厂房围护结构 单层钢筋混凝土柱厂房的围护墙宜采用轻质墙板或
钢筋混凝土大型墙板。
3)厂房结构的整体性 (1)注重屋盖的整体性 (2)合理设置抗震圈梁
4)厂房的连接与节点 单层厂房连接节点的抗震设计,应遵循下列原则: ①连接节点的承载力不小于所连接结构构件的承载力,连接节 点的破坏不先于结构构件的破坏; ②连接节点应具有良好的变形能力,保证与之相连接的结构构 件进入弹塑性工作阶段,节点不产生脆性破坏。
天窗的侧板、 端壁板与屋面板
轻质板材 大型屋面板
(2)厂房屋架
厂房屋架选型应根据跨度、柱距和所在地区的地震 烈度、场地等情况综合考虑,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。
(3)厂房柱
8 度和 9 度时,宜采用矩形、工字形截面柱或斜腹杆双肢 柱。
确定柱子截面时,要选取合适的刚度,过大的抗侧刚度对 厂房的抗震并不有利相反会引起厂房横向周期的缩短而导致地 震荷载的增大。
在计算厂房的自振周期和地震作用时,其质点等效集中重力荷 载代表值可按下列表达式进行计算确定
①单跨和多跨等高厂房
计算周期时:
G=1.0(G屋盖+0.5G雪+0.5G积灰) +0.25G柱+0.25G纵墙+0.5G起重梁+1.0G檐墙 计算地震作用时:
在计算厂房的自振周期和地震作用时,其质点等效集 中重力荷载代表值可按下列表达式进行计算确定:
竖向: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
2)厂房结构的选型
(1)厂房天窗架
宜采用
天窗架
宜采用 钢结构
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
突出屋面 较小的避风型天窗架
抗震性能好的结构
可采用
6~8度
杆件截面为矩形的 钢筋混凝土天窗架
建筑结构抗震设计第8章 单层厂房抗 震设计
§8.1 单层钢筋混凝土柱厂房抗震设计
8.1.1震害现象及分析
地震烈度: 6~7度——主体结构完好,围护墙的局部开裂或外闪,突出
屋面的天窗架局部损坏; 8度——主体结构发生排架柱开裂等不同程度的破坏,天窗架
立柱开裂,围护墙破坏严重、局部倒塌,屋盖和柱间支撑系统出 现杆件压曲和节点拉脱;
图 8.4 等高排架计算简图
G2
G2
G1
G1
G3
G1
H3
H1 H2
图 8.5 不等高排架计算简图(2、3质点体系)
图 8.6 有天窗时天窗屋盖地震作用计算的简图 图 8.7 有起重机时结构计算简图
(2)各质点的等效重力荷载代表值
质量集中系数按以下原则确定。 计算结构的动力特性时,应根据“周期等效”的原则; 计算结构的地震作用时,对于排架柱应根据柱底“弯矩相等”的原 则; 对于刚性剪力墙应根据墙底“剪力相等”的原则,经过换算分析后 确定。
9度及以上——柱身折断,主体结构严重破坏甚至倒塌,围护 墙大面积倒塌,支撑系统大部分压曲,屋盖破坏严重甚至塌落。
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。
排架柱的震害
1、上柱柱头及其与屋架的连接破坏 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、突出屋面天窗的破坏 原因:位于厂房最高部位,地震效应大;
围护结构的震害 主要表现:纵墙:开裂、外闪、局部倒塌或大面积倒塌;
山墙:山墙尖外闪或局部塌落。 原因:纵墙:墙体本身的抗震能力低,墙体与主体结构缺乏牢固 拉结;
山墙:面积大,与主体结构连接少
围护结构的破坏
8.1.2抗震设计基本要求
1)厂房结构的总体布置
(1)计算简图
等高排架可简化为单质点体系,如图8.4所示。 不等高排架,可按不同高度处屋盖的数量和屋盖之间的连 接方式,简化成多质点体系,如图8.5所示。 当厂房设有突出屋面的天窗时,需在上述计算简图上再加 一个独立的天窗屋盖标高处的质点,如图8.6所示。 如两跨不等高厂房均设有起重机,则在确定厂房地震作用 时应按4个集中质点考虑,如图8.7所示。
①单跨和多跨等高厂房 计算周期时:
2、上柱根部和起重机梁顶面处柱的破坏 在屋盖及起重机的横向水平地震作用下,使上柱根
部和起重机梁顶面处的弯矩和剪力较大,且这些部位因刚 度突变将引起应力集中,因而易产生斜裂缝与水平裂缝, 甚至折断
3、下柱的破坏
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。
4、高低跨厂房中柱拉裂
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
8.1.3 抗震计算
《抗震规范》规定,单层厂房按规定采取了抗震构造 措施并符合下列条件之一时,可不进行抗震验算:
①7度I、II类场地、柱高不超过10m且结构单元两端均有山 墙的单跨和等高多跨厂房(锯齿形厂房除外);
②7度时和8度(0.20g)I、II类场地的露天起重机栈桥。
一般厂房需要进行水平地震作用下横向和纵向抗侧力构件 的抗震验算。
5、柱间支撑的破坏
在7度地震时发生震害较少,但在8度或 8度以上地震时发生支撑斜杆在平面内或平 面外压曲,支撑与柱连接节点拉脱。
柱肩竖向裂缝
屋盖系统的震害
主要有:1、大型屋面板错动坠落 原因:屋面板与屋架或天窗架焊接不牢,或者屋面板大 肋上预埋件锚固强度不足
2、屋架破坏 原因:屋架端承载力不足;屋架支撑较弱或平面外支撑失效
8度、9度时跨度大于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,高大的单层钢筋混凝土柱厂房 应对横向排架阶形柱的上柱进行罕遇地震作用下的弹塑性变形 验算。
1) 横向抗震计算
对于钢筋混凝土柱无檩和有檩屋盖厂房,一般情况 下,宜计及屋盖的横向弹性变形,按多质点空间结构分 析。
对于轻型屋盖厂房,由于空间作用不明显,柱距相等时, 可按平面排架计算