建筑结构抗震设计第8章.ppt

1、第八章单层钢筋混凝土柱厂房的抗震设计，包括单层砖混结构厂房、单层钢筋混凝土柱厂房和单层钢结构厂房；剧院、礼堂和食堂的抗震设计也可参考本章。本章主要阐述单层钢筋混凝土柱厂房的抗震设计。8.1概述，1。单层砖厂房7区：大部分未设防的单层砖厂房仅轻微受损或基本完好，少数中度受损。第八区：大部分都被损坏了，一些中度损坏了，还有一些倒塌了。第九区：大部分都严重受损或倒塌，地震后只剩下少数。地震破坏：纵向墙的水平裂缝、断裂的砖垛和山墙的倾斜裂缝。屋架支撑连接处的局部损伤。二、单层钢筋混凝土柱厂房，6、7度区域，主体结构完好，几道挡土墙砖墙开裂并闪灭，突出了屋顶天窗的局部损坏。在8度区，主体结构受到不同程度

2、的破坏，上部立柱开裂，立柱与屋顶的连接损坏，天窗脱落，部分屋顶倒塌。9区：大量砖砌挡土墙倒塌，大量异形天窗框架倒塌，许多屋顶倒塌。在10度和11度时，大多数工厂倒塌并被摧毁。震害表明，设防厂房对7级地震有足够的抗震能力，也存在一些薄弱环节。对7度以上的地震缺乏抵抗力。缺点：纵向抗震能力差，构件连接薄，支撑系统薄弱等。1.在车顶系统的7度区域，支柱之间支架处的车顶面板支架开裂。在8度区域，顶板错位、摇晃和塌陷。在9度区域，屋顶大面积坍塌。从屋顶突出8度以上的天窗框架形状会造成大面积的倾倒，这是厂房的薄弱部分。地震后下沉的天窗基本完好无损。3.上部柱根、吊车梁顶面、高、低跨度之间的中间柱牛腿以及下

3、部柱根。4.连接厂房为装配式结构，连接非常重要，如屋面板与屋架、天窗框架与屋架、屋架与立柱、吊车梁与立柱、支撑连接等。5.支撑系统车间的重要组成部分，天窗框架支撑屋面的竖向支撑柱之间支撑的失效模式：屈曲、节点扭结、焊缝撕裂、拉锚等。6、挡土墙开裂、飞边、脱落、坍塌。8.2结构布置的一般原则，1。车身形状和抗震连接平面的适当规则。单层砖柱厂房：当屋顶较轻时(轻钢屋架等)。)，没有地震裂缝，当屋顶较重时(钢筋混凝土)，建筑物和附属建筑物之间有一个5070毫米的抗震接缝。单层混凝土柱车间：多跨高度应相等，尺寸复杂时应设置接缝。垂直和水平跨度连接处为100150毫米，其他为5090毫米。2.车顶系统：

4、1。单层砖柱车间宜采用68度轻型屋面；2.单层混凝土柱厂房宜采用9度轻型屋面，屋面桁架L24m为8度三级，四级场地为9度三级。屋面板和屋架焊接(三点焊接)4。规范要求屋架的结构截面和配筋；3.天窗框架1。当从屋顶伸出的天窗框架应使用2度和9度的钢制天窗框架时，可使用下沉式天窗。3.可以使用突出屋顶的钢筋混凝土天窗。侧板和天窗应该用四柱单层砖柱栓住。十字形砖柱可用于6度和7度的建筑。竖向钢筋复合砖柱可用于8度和4度场地，钢筋混凝土柱可用于9度和8度(3度和4度场地)的中间柱。在单层钢筋混凝土柱厂房中，截面选择、箍筋加密和加密区的最小间距和直径要求柱顶8度时用螺栓与屋架连接，9度时钢板铰与钢板铰连

5、接，这种做法适合耗能，并已在当满足相关抗震构造措施时，规范规定：7度时，柱高不超过4.5m、两端为山墙的单跨多跨砖柱厂房，柱高不超过10m、两端为山墙的单跨多跨钢筋混凝土柱厂房，不得进行抗震计算。计算图的选择、自振周期的计算、内力计算、强度计算等。1.自然振动周期1。计算图表，基本假设：1 .厂房的屋顶是一个有限的刚性物体。2.将车间的每个排架设置为独立的独立计算单元，按单个平面排架进行地震作用分析。3.将质量集中在塔顶，根据单点多粒子系统计算。4.地震作用下排架的变形主要是剪切变形，地震作用沿高度呈倒三角形分布。自振周期计算图、代表表值的屋面质点等效重力荷载计算：屋面局部重量、自重、雪荷载、

6、灰尘荷载柱自重、吊车梁自重、纵墙重量、高低跨密封墙重量，以及当系数为1.0、0.5、0.25时根据动能换算的等效质量折减系数。吊桥的影响：吊桥的刚度会增加结构的刚度，即周期会减少，而吊桥的重量会增加结构的周期。为了简化计算，在计算周期时不考虑桥梁的影响。2.计算公式为单跨和多跨等高植物，按简单物质点系统计算。考虑到在不同结构中引入调整系数，排架的横向柔度为=F=(1-X1)，采用两跨不等高厂房的能量法进行考虑。2.地震作用的计算1。计算图：质量分布的位置和大小没有同期吊车的计算图，没有吊车车间的计算图，有吊车(被认为是一个质点):单跨一台吊车。在吊车梁的顶面，吊车的重量分布在两个立柱上。屋顶处

7、的重量(无吊车)，柱和墙的换算系数为0.5，这是通过柱底部弯矩的等效原理获得的。将柱或墙分成5个质点，每个质点为0.2，根据振型分解反应谱法计算柱底部弯矩。由底部的等弯矩计算柱顶部的换算质量，最后建议取0.5。2.厂房横向地震作用下底部剪力法修正系数(考虑空间和扭转作用修正):单点多质点(2)各质点的地震作用分布，带斜腹杆的桁架天窗框架的地震作用可视为一个质点计算地震作用，无需乘以放大系数。当天窗框架跨度大于9m(或9度)时，天窗框架的地震作用可乘以1.5的放大系数。(4)桥式起重机的地震作用乘以动力放大系数；(3)由于高振型的影响，不等高厂房高低跨交接处中间柱的地震内力修正将使该截面的内力大

8、于底部剪力法计算的内力。这些截面的内力通过乘以系数来修正。当高跨一侧为低跨，高跨两侧为低跨时，高、低跨屋盖的重力荷载代表值为高跨两侧低跨屋盖的重力荷载总代表值。3.罕遇地震下地震变形验算规范要求：8度，三级场地9度，罕遇地震下上部柱弹塑性变形，放大系数(1.32.6) h，上部柱高，4。考虑空间功和扭转效应的单层厂房振动分析，1。厂房的空间效应和扭转效应取决于：1 .是否有山墙(或水平墙)和屋顶3。山墙之间的距离越小，车间的刚度就越大。扭转效应：1 .只有盖布尔的厂房仅考虑横向振动时，结构的质量点数为N=n*h，n=(n 1) * h.2。运动方程和地震作用采用模态分解法计算，地震作用采用模态

9、分解反应谱法计算。单层厂房横向地震作用的简化计算=平面排架空间作用的计算；对不同的弯曲结构进行了空间平移和扭转振动分析，并与平面弯曲振动分析结果进行了比较。得出空间功和扭转效应的调整系统简单：山墙间距越大，植物的空间作用越小，排架上的地震剪力越大；有檩条屋面的厂房的地震剪力大于无檩条屋面的厂房。当山墙间距超过一定距离时，带檩条屋顶和上部柱的厂房的地震作用甚至超过了单列柱。1.该规范规定，在某些情况下，工厂的横向和纵向地震计算可能无法进行。(7度，4.5米，10米)2。横向自振周期的计算：采用能量法，质量采用降质法计算，分散质量集中在屋顶。3.地震作用的计算：底部剪力法考虑了空间作用的影响。各质

10、点的地震作用：修正不同位置的计算值：天窗框架、吊车梁、高低跨度等。每个质点的质量：当柱(墙)的质量换算到柱的顶部时，采用底部等效弯矩的原则。8.4单层厂房的纵向抗震计算比较复杂，针对不同情况提出了不同的简化计算方法。对于轻型柔性屋盖，采用“柱法”，即每根柱按片计算。对于高刚度的钢筋混凝土屋盖结构，厂房的纵向自振周期和地震作用可采用“修正刚度法”。对于两跨不等高的厂房，采用“伪能量法”原理确定厂房的基本周期和相应的纵向地震作用。(1)自振周期；(1)柱形图计算方法适用于轻型柔性屋面。柱顶质量是指屋面承重柱、竖墙、横墙或山墙吊车梁的重量，吊车重量、计算公式中s柱的周期-周期折减系数，无围护墙0.9

11、，有围护墙0.8 s的柱的总刚度(KN/m)包括排架柱和2柱。修正刚度法(适用于刚度较大的屋顶)将所有屋顶质量合并为集中质量，并将所有弯柱刚度合并为一个刚度。计算公式K修正系数3。伪能量法(适用于两跨不等高厂房)计算图：根据动能等效原理，将柱半跨范围内的重力荷载代表值等效为柱与屋面的连接处。计算方法是调整中间柱和侧柱的重力荷载值，然后根据能量法计算自振周期。中间一列到对面一列的位移解见图。4.抗震规范推荐的经验公式是按修正刚度法计算同高单跨或多跨钢筋混凝土柱厂房的纵向地震作用。柱顶高度不大于15m，平均跨度不大于30m。纵向基本循环经验公式：，挡土墙影响系数，砖砌挡土墙=1.0开敞式和半开敞式

12、墙板屋面、大型屋面板、钢筋混凝土屋架1.0型系数。钢屋架跨度为0.85米，从基础顶部到柱顶的平均高度为米。对于外围有外墙的单层单跨砖柱厂房，由于其刚度大，不需要计算周期。2.厂房柱柱间支撑纵墙1的纵向刚度。k=1/2列。柱间支撑按桁架计算，只考虑支撑的轴向变形，不考虑柱和梁的轴向变形。地震作用下的柔性柱间支撑考虑了半刚性柱间受拉压杆的刚度，压杆按临界刚度计算。2。当竖砖墙无孔或单孔墙上下两端转动受限时，下端固定，上端自由。小孔的影响系数、砖墙开裂等刚度折减系数，多孔墙、3、柱刚度，仅柱顶作用水平。压制能量在循环计算中是等价的。计算地震作用时，应按几何位置进行划分。0.7当纵向墙上部有重物吊车时

13、：吊车梁顶和柱顶：2、柱地震作用柱法(轻型屋盖):当纵向水平地震作用在s柱顶标高上时，吊车梁顶标高上的地震作用用刚度法修正(带大混凝土柱屋面板的高层厂房)，柱的地震作用用能量法模拟(高度不等的高层厂房)。作用在边柱顶部的地震作用作用在高低跨的连接点上：3。只有当柱顶作用于地震作用时，构件的地震作用：和柱顶位移应相等，各构件的地震作用应按刚度分布。当两个地震力作用在柱子上时，柱子向旁边移动：分配给柱子的力：分配给支撑的力：分配给墙的力：4。天窗的地震作用，规范建议：对于相同高度且不超过15m的单跨、多跨，屋顶天窗的纵向地震力乘以基于底部剪力法的增加系数。(单跨、边跨屋顶、带纵向内隔墙的中跨屋顶)

14、(对于其他中跨屋顶)如果跨度超过，则n个车间的跨度为4个跨度。在其他情况下，天窗框架的纵向地震计算仍可按空间多质点体系计算。8.5构件和接头的抗震设计，1。列之间的交叉括号，1。柱间半刚性支撑斜杆内力：-压杆在非弹性工作阶段的卸载系数，当长宽比为60、100和200时，分别为0.7、0.6和0.5。2。杆的横截面强度仅由拉杆检查。3.接缝处预埋件锚杆的抗震验算。2.节点：1。柱顶。2.括号。3.柱的强度计算：注意内力组合1。重力荷载水平地震作用的代表值。垂直(恒载和活载)风载起重机的水平荷载，单体厂房地震计算总结，地震作用计算的自振周期横向计算，内力计算：高低跨内力修正，放大倍数为1的纵柱法。单跨2。等高度钢筋混凝土屋盖的水平自振周期采用伪能量法计算，如轻型屋盖修正刚度法。1.质量被转换成顶点(动能有同等的效果)。2.能量法计算周期。3.周期调整系统KT考虑不同的结构类别并计算横向地震作用。1.在质量作用位置没有起重机。2.质量转换中考虑内力等效。3.底部剪力法考虑了空间修正系数。4.在起