单层厂房抗震设计

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1、第7章单层厂房抗震设计返回总目录教学提示：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。虽然单层砖结构

2、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。●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习题本章内容7.1震害及其分析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

3、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(8m～10m)；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

4、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。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

5、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。。图7.1山墙裂缝7.1震害及其分析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

6、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。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)联结处的局部

7、破坏。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。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

8、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。7.1.2单层钢筋混凝土柱厂房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