单层钢筋混凝土柱厂房

8.单层钢筋混凝土柱厂房的抗震设计·本章要点

■掌握：结构体系和结构布置的基本原则

■理解：单层钢筋混凝土柱厂房结构的横向与纵向抗震计算问题

■了解：单层钢筋混凝土柱厂房结构的震害特点；1８.１概述分类１.按生产规模分：大型、中型、小型。２.按主要承重构件的材料分：单层钢筋混凝土柱厂房、单层砖柱厂房和单层钢结构厂房等。承重构件的选择主要取决于厂房的跨度、高度和吊车起重量等因素。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。８.１.１横向地震作用下厂房主体结构的震害横向地震作用主要由横向排架抵抗。震害：１.柱头及其与屋架联结的破坏２.柱肩竖向拉裂屋架与柱头、柱肩节点的破坏2８.１概述３.上柱柱身变截面处开裂或折断４.下柱震害５.п形天窗架与屋架联接节点的破坏６.围护墙开裂外闪、局部或大面积倒塌

上柱震害下柱震害3８.１概述８.１.２纵向地震作用下厂房主体结构的震害纵向地震作用主要由纵向排架（柱列）抵抗。震害：１.屋面板错动坠落２.п形天窗架倾倒，天窗架立柱在平面外折断３.屋架破坏４.支撑震害柱间支撑杆件压曲

５.纵向地震作用下围护结构的震害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之后具有良好的抗震性能，是一种较好的抗震结构山墙倒塌4８.２结构布置的一般原则依据抗震设计的基本思想，结构良好的抗震性能，首先取决于良好的结构体系及合理的结构布置。８.２.１体型与抗震缝１.体型：单层厂房的平、立面布置应注意使体型简单、平直。各部分结构的刚度和质量均匀对称，避免凹凸曲折，尽可能选用长方形平面体型。２.抗震缝对结构复杂的厂房，在侧向刚度或高度变化很大的部位，以及沿厂房侧边有贴建房屋时，宜设抗震缝。抗震缝的两侧应布置墙或柱。抗震缝的宽度按烈度和结构相邻部分可能产生的侧向位移确定。5８.２结构布置的一般原则８.２.２屋盖体系总的来说，应尽可能选用轻屋盖。８.２.３天窗架为了保证天窗和整个厂房的安全，必须减轻天窗屋盖的重量及地震反应，故在天窗的选型上最好采用钢天窗和轻型屋面板材。８.２.４柱对于一般单层厂房或较高大的厂房均可以采用钢筋混凝土柱。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抗震并不一定有利，相反回引起厂房横向周期的缩短而导致地震荷载的增大。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面。８.２.５围护墙体：常用砖墙或大型墙板方案。6８.３单层厂房的横向抗震计算单层厂房的抗震计算，可以分别取横向和纵向两个方向进行。《抗震规范》规定，对于设防烈度为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），可不进行横向及纵向的截面抗震验算，但应满足规定的抗震构造措施要求。关于钢筋混凝土无檩和有檩屋盖厂房在横向地震作用下的内力计算，一般情况下宜采用考虑屋盖平面的横向弹性变形，按多质点空间结构进行内力分析。当符合一定条件时，也可按平面排架计算。这是一种简化计算方法，便于手算，但由于与实际情况有出入，所以其计算结果还需按一定的规定对排架柱的地震剪力和弯矩进行调整。对于柱距相等的轻型屋盖厂房，也可按平面排架分析其内力。7８.３单层厂房的横向抗震计算8.3.1计算简图和重力荷载代表值的计算１.计算简图：根据厂房类型和质量分布的不同，取重量集中在不同标高处，下端固定于基础顶面的竖直弹性杆作为计算简图。集中于第i屋盖处的重力荷载代表值可按下式计算：一般可不考虑吊车重量的影响。确定厂房自振周期的计算简图8８.３单层厂房的横向抗震计算２.计算厂房地震作用时的计算简图和重力荷载集中对于设有桥式吊车的厂房，除了把厂房质量集中于屋盖标高处外，还要考虑吊车重量对柱子的最不利影响，一般把某跨吊车的全部重量布置于该跨两个柱子的吊车梁顶面处。集中于i屋盖处的重力荷载代表值可按下式计算：注意这里所用的各换算系数与上式中不同，前者是考虑结构的周期（动力）等效，而此处是考虑柱或墙底截面的弯矩等效，其值是通过对一些单层厂房的实际计算结果统计分析得出的。9８.３单层厂房的横向抗震计算８.３.２横向自振周期计算在确定厂房的横向地震作用时，其横向基本周期可根据与厂房结构相应的合理计算简图采用理论方法计算确定。１.单跨和等高多跨厂房２.两跨不等高厂房10８.３单层厂房的横向抗震计算３.三跨不对称带升高跨厂房

计算这类厂房的自振周期时，一般可简化为三质点体系，采用能量法计算其基本周期，公式为：式中11８.３单层厂房的横向抗震计算８.３.３横向自振周期的调整《抗震规范》规定，按平面铰接排架计算的横向自振周期，应按下列规定加以调整：(1）由钢筋混凝土屋架或钢屋架与钢筋混凝土柱组成的排架，有纵墙时取周期计算值的80%，无纵墙时取90%；(2）由钢筋混凝土屋架或钢屋架与砖柱组成的排架，取周期计算值的90%;（3）由木屋架、钢木屋架或轻钢屋架与砖柱组成的排架，取周期计算值。

注意，上述规定不适用于纵墙连有刚度较大的附属建筑物的房屋。12８.３单层厂房的横向抗震计算８.３.４排架地震作用的计算单层厂房平面排架的横向水平地震作用可采用底部剪力法进行计算。１.排架结构底部总剪力２.第i屋盖高度处的横向水平地震作用３.吊车重产生的横向水平地震作用对于柱距为12m或12m以下的厂房，单跨时应区一台，多跨时不超过两台。集中的吊车重量为跨内一台最大吊车重，软钩时不包括吊重，硬钩时要考虑吊重的30％。13８.３单层厂房的横向抗震计算一台吊车重产生的作用在一根柱上的吊车水平地震作用为：当为多跨厂房时，各跨的吊车地震作用应分别进行计算。８.３.５天窗架