钢筋混凝土单厂抗震设计

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1、第五章钢筋混凝土单层厂房抗震设计本章介绍了单层厂房的震害特点、抗震设计原则及抗震构造措施。阐述了单层厂房结构横向抗震计算的原理，包括计算模型的建立、结构自振周期和地震作用的计算。对于单层厂房纵向抗震计算，主要介绍了修正刚度法，包括纵向自振周期的计算、柱列地震作用、纵向构件刚度的计算和地震作用分配、各构件的抗震承载力验算。1、单层厂房震害分析2、抗震设计基本要求3、抗震设计要点4、抗震构造设计第一节单层钢筋混凝土厂房震害现象分析1.概述单层钢筋混凝土厂房在工业建筑中广泛采用，它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

2、。当跨度在以内，高度在以下，无桥式吊车的中、小型车间和仓库可采用砖柱承重的结构；跨度在以上且有重型吊车的厂房常采用钢结构。近年来，单层不设桥式吊车的车间和仓库等轻钢厂房迅速发展。震害调查表明，单层工业厂房的抗震性能取决于各构件及整体结构的抗震能力，设计时通过对单层工业厂房进行合理的结构布置、正确选用构件、进行相应的抗震强度验算并加强构造措施等来提高其抗震能力。《工程结构抗震》2.单层钢筋混凝土厂房2.1震害现象及分析单层厂房的震害主要表现为：屋盖系统、排架柱、支撑系统、围护墙体等的破坏。（1）钢筋混凝土无檩屋盖1）无檩屋盖的大型屋面板在地震作用下，与屋架上弦的连接

3、发生破坏，从而错动移位，常因移位较大而引起屋面板从屋架上坠落（图5-1），导致砸坏机器设备或由于屋架上弦失去平面外支撑而失稳倾斜，甚至倒塌（图5-2）。可能还会出现屋面天窗架立柱开裂、折断。图5-1屋面板坠落图5-2屋架倒塌《工程结构抗震》（2）钢筋混凝土有檩屋盖钢筋混凝土有檩屋盖震害较无檩屋盖轻，主要表现为屋面檩条的移位、下滑和塌落。此震害产生的主要原因是屋架与檩条之间连接不好，尤其在屋面坡度较大情况下，更容易造成移位和下滑。如1975年海城地震时，鞍山（7度区）某厂高的机修铸钢清理车间天窗屋盖全部槽瓦屋面板从天窗架上塌落；唐山地震时，8度区的天津市也产生上述震

4、害。产生这类震害的主要原因是屋面瓦、板与檩条间连接不好，且屋面瓦、板之间无拉结。因而在地震作用下相互间发生移位，在屋面坡度较大的情况下，易造成下滑和塌落。2．排架柱排架柱是单层钢筋混凝土厂房的主要抗侧力构件。排架柱具有一定的承载能力和抗侧刚度，在7～9度地震作用下，未发生因排架柱破坏而导致整个厂房倒塌的震害。排架柱的震害特点为：①阶形柱的上柱根部为薄弱环节，在上柱根部和吊车梁标高处出现水平裂缝；②下柱靠近地面处开裂，严重者混凝土剥落，纵向钢筋压曲（图5-3）；③不等高厂房高低跨交接处中柱支承低跨屋盖牛腿上截面部位柱截面出现水平裂缝；④平腹双肢柱和薄壁开孔预制腹板工

5、字形柱发生剪切破坏；⑤大柱网厂房中柱根部破坏等。《工程结构抗震》（3）支撑系统单层钢筋混凝土柱厂房的支撑系统包括屋盖支撑、天窗架支撑和柱间支撑三部分。地震时破坏最多最严重的是突出屋面的天窗架支撑和厂房纵向柱列的柱间支撑，屋盖支撑的震害不多。1）天窗架支撑的破坏主要是两侧竖向支撑杆件失稳。交叉支撑斜杆压曲时，则出现支撑斜杆与天窗架立柱连接节点的拉脱。2）柱间支撑是厂房纵向抗震的主要抗侧力构件，具有较大的抗侧刚度。其破坏主要出现在8度及8度以上地震区，7度区较少。破坏主要特征是支撑斜杆的压屈（图5-4）与柱的连接节点拉脱。图5-3柱根混凝土破坏图5-4柱间支撑压屈《工

6、程结构抗震》（4）围护墙体单层钢筋混凝土柱厂房的围护墙是出现震害较多的部位。随着地震烈度的增加，出现外闪、开裂直至倒塌的现象，发生这些震害的主要原因是墙体本身的抗震能力低，墙体与主体结构缺乏牢固拉结，高大墙体的稳定性较差等。（图5-5、图5-6）。震害调查表明，砌体围护墙，尤其是山墙，凡与柱没形成牢固拉结的或山墙抗风柱不到顶的，在6度时就可能外倾或倒塌；封檐墙和山墙的山尖部分由于鞭梢效应的影响，动力反应大，在地震中往往破坏较早也较重。图5-5墙体局部或全部倒塌图5-6墙面倒塌《工程结构抗震》第二节抗震设计基本要求震害和试验研究表明，单层工业厂房的抗震性能，取决于结

7、构构件和结构整体的抗震能力。设计时，需依据概念设计的思想，在结构的体型及总体布置等方面采取有效的措施，提高厂房的抗震能力。主要内容包括厂房的结构布置和选型，厂房结构构件设置及保证结构整体性措施等。1.结构布置和选型（1）厂房结构布置单层钢筋混凝土柱厂房的平面和竖向布置应尽量简单、规则、对称和均匀，使厂房在地震作用下各部分结构变形协调，避免局部刚度突变和应力集中，防止造成整个厂房结构相互变形不协调而加重震害。结构布置的主要要求为：厂房的同一结构单元内不应采用不同的结构形式；厂房端部应设置屋架，不应采用山墙承重；厂房单元内不应采用横墙和排架柱混合承重；厂房各柱列的侧移

8、刚度宜均匀