抗震第六章1.

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1、第六章 单层混凝土柱厂房抗震设计6-1 震害及其分析 一、钢筋混凝土柱厂房组成（如图） 二、震害 1）屋盖：梁板连接差；自重大 2）柱：上柱根部，吊车梁顶面，高低跨中柱牛腿劈裂，下柱根部。易破坏区 3）墙体：外闪人员设备次生灾害 4）支撑：失稳拉断主体结构错位、倾倒支撑的作用：保证结构构件的稳定和正常工作；增强厂房的整体稳定性和空间刚度；传递水平荷载。 6-2 抗震设计的一般规定 一、厂房的结构布置（对抗震有利的布置） 1）多跨厂房宜等高和等长 （不等高高震型影响；不等跨扭转效应） 2）附属建筑不宜布在角部和沉降缝处。 3）防震逢的设置：有附属建筑时；两个主厂房之间的过度跨应有一侧有防震缝。

2、4）上吊车的铁梯不应靠近防震缝，多跨厂房上吊车的铁梯不宜在同一轴线附近。 5）工作平台与刚性工作间,宜与主体脱开。 6）采用相同的结构形式（同一单元），端部不应山墙承重（设屋架），不应横墙与排架混合承重。 7) 柱距宜相等,各柱列侧移刚度宜均匀,有抽柱时,采取加强措施. 二、天窗架的设置,应: 1）高度低,有条件时,下沉式天窗. 2）钢材料 3）不从边排架设置 4) 天窗屋盖、端壁板、侧板，宜轻板材；不应用端壁板代替端天窗架。 三、各种厂房屋架的设置 1）混凝土屋架一般跨度不大（24m）、8度III IV类场地和9度时。 3）有突出屋面天窗架的屋盖，不宜用预应力混凝土或钢筋混凝土空腹屋架。 4

3、）8度(0.30g)和9度，L24m时，不宜采用大型屋面板大型屋面板。 四、厂房柱的截面形式 1）可用矩形、工形、斜腹杆双肢柱，不宜用肢和腹板较弱的形式（薄壁工形、腹板开孔工形、预制腹板工形、管柱。) 2）柱底至室内地坪以上500mm矩形。上柱矩形。 五、厂房维护墙和女儿墙的布置1）轻质2）砌体隔墙和维护墙：a. 砌体隔墙与柱脱开，柔性连接，设压顶梁b.维护墙外贴式，与柱可靠连接c.圈梁位置（加强砌体整体性，提高承载力） 竖向间距：上密下稀；34m设一道d.圈梁构造：尺寸及最小配筋（角部、高烈度配筋量高）3）单层钢结构维护墙轻质（压型钢板等）4）砌体女儿墙、防震缝两侧自由端加强连接6-3 单层

4、厂房抗震计算 包括横向计算、纵向计算当满足有关抗震构造措施时，规范规定： 7度时，类场地，柱高不超过10m且两端均有山墙的单跨及等高多跨厂房;7度和8度(0.20g)I II类场地的露天吊车栈桥.可不不进行抗震计算计算。 一、横向计算 （一）基本假定： 1按平面排架计算（再考虑空间作用、扭转、吊车影响） 2动力计算时，将重力荷载集中于柱顶。 3地震作用沿高度倒三角形分布 （二）计算单元和静力计算简图（柱下端固定，上端铰支）(三)、自振周期 1、动力计算简图(质点系)(1)无吊车厂房计算简图计算单元计 算 单 元计算单元 有吊车（将吊车考虑成一个质点） 算地震作用地震作用时，吊车：单跨时为一台，

5、多跨时，不超过两台，软钩时，不计吊重，硬钩时取吊重的30%。 在吊车梁顶面将吊车重量分布于两柱上。单质点：单质点：集中于屋盖处的质点等效重力荷载代表值 的计算： iG 0.125.025.05.05.05.00.1檐墙纵墙柱吊车梁积灰雪屋盖1GGGGGGGG 0.5G0.5G0.25G1.0G 0.125.025.05.05.05.00.1高跨封墙中柱上柱中柱下柱高跨吊梁低跨檐墙低跨纵墙低边柱低吊车梁低积灰低雪低屋盖1GGGGGGGG 1.0G0.5G0.5G 0.125.025.05.05.05.00.1高跨封墙檐墙高跨封墙中柱上柱高跨檐墙高跨外纵墙高跨边柱高跨吊车梁（边柱）高跨积灰高跨雪高

6、跨屋盖2GGGGGGGG两质点：两质点：等效重力荷载代表值的计算： 系数1.0、0.5、0.25时按动能动能等效折算质量的折减系数。 吊车桥架的影响：吊车桥梁的刚度将使结构的刚度增大即周期减小，而吊车桥架的重量又使结构的周期增大，为了简化计算，在计算周期周期时，不考虑桥架的影响。 排架的侧向柔度gGT111211a1111111g2、 自振周期计算公式 单跨和等高多跨厂房，按单质点体系。 两跨不等高厂房能量法 2212iiiiuGuGT点产生的位移作用在视为水平荷载将212121,. .GGGGuu22212122121111GGuGGu （四）自震周期的修正 考虑梁柱连接并非理想绞，维护墙等

7、的实际影响，将计算结果折减（80%，90%） 底部剪力法（考虑空间及扭转作用修正） :单质点 多质点（2）各质点地震作用分配eqEkGF1eqG1GGeqieqGG85. 0)0(nekkkiiiFHGHGF（六）排架内力分析按静力计算简图计算（五）厂房横向地震作用（七）厂房空间作用和扭转影响对排架地震作用的影响效应的折减与放大（系数1) 空间工作效应取决于： 有无山墙（或横墙）及屋盖的横向刚度： 1.屋盖增加了厂房的刚度。 2.山墙的间距越小厂房的刚度越大。 空间作用原因：厂房两端山墙山墙刚度大，影响结构侧移（如图） 扭转效应： 1.仅一端有山墙的厂房，会产生扭转振动。 2.靠近伸缩缝处的排

8、架柱比其他位置的排架柱震害重。 单厂横向地震作用简化计算=平面排架计算+空间作用影响 对不同的排架结构形式进行空间空间的平动与扭转振动分析分析，将其结果与平面排架振动分析结果进行对比，得出空间工作与扭转影响效应的调整系数1 效应的折减系数1适用条件： 1）7、8度（烈度不太高） 2）长/宽12m（不太小） 3）墙厚240mm（不太薄，有足够的刚度）开洞50%（墙体削弱不太多） 4）柱顶=15m（不太高） 简单的结论： 山墙的间距山墙的间距越大，厂房的空间作用越小，排架上的地震剪力越大； 有檩有檩屋盖厂房的地震剪力大于无檩无檩屋盖厂房； 当山墙的间距超过一定距离时，有檩屋盖厂房及高低跨柱的上柱的

9、地震作用甚至超过单排柱的地震作用。 （八）对下列部位地震效应（弯、剪、扭等内力）进行补充计算和调整 1）突出屋面的天窗架由于鞭端效应，内力增大。 2）柱内力高低跨交接处薄弱部位，内力增大 3）柱由于吊车桥架引起的内力增大（1）有斜腹杆的桁架式天窗架的地震作用 由于这种天窗架的刚度大，可将其视为一个质点计算地震作用，其效应不乘放大系数。 当天窗架跨度大于9m时（或9度时），可将求得的天窗架地震作用效应乘以1.5放大系数。（3） 桥式吊车梁顶处柱截面的内力，应乘以动力放大系数：0.35.1s47表346见Ps（2） 不等高厂房高低跨交接处中柱的上柱地震 内力修正这部分截面的内力大于用底部剪力法求出

10、的内力内力。这些截面的内力乘以系数修正。1） 高跨一侧有低跨时2） 高跨两侧有低跨时)7 .11(2hllhhGGnnn)27 . 11(2hcllhhGGnnn 空间影响系数 高低跨跨数 集中于高跨柱顶标高处的总重力荷载代表值 集中于交接处一侧各低跨屋盖标高处的总重力荷载代表值。2lhnn .EhGELG （九）内力组合 1）地震内力和正常荷载引起的内力组合（乘以相应的分项系数和组合系数） 2）不考虑吊车横向水平制动力引起的内力 3）取考虑地震作用的组合和正常荷载的组合中较大者进行构件设计 （十）构件承载力设计 同于非抗震构件厂房横向抗震计算小结 1.规范规定：在某些情况下可不进行厂房横向和

11、纵向的抗 震计算。（7度，10米） 2.横向自振周期自振周期的计算：用能量法， 质量的计算采用折算质量法，将分散质量集中到屋盖处。 3.地震作用地震作用的计算：底部剪力法 各质点的地震作用： 各质点的质量：将柱（墙）的质量折算到柱顶时用底部弯底部弯矩等效矩等效的原则。 4.内力调整及组合、抗震验算（同于非抗震设计）2212iiiiTuGuGkTeqEkGF11)0(nekkkiiiFHGHGF 二、纵向计算厂房的纵向抗震计算较为复杂，针对不同情况提出了不同的简化计算方法。1.对于轻型柔性屋盖，采用“柱列法”即各个柱列分片进行计算；2.对刚度较大的钢筋砼屋盖结构，厂房的纵向自振周期和地震作用可采

12、用“修正刚度法”；3.对于两跨不等高厂房，采用“拟能量法”的原则确定厂房的基本周期及相应的纵向地震作用。 （一）柱列法 1适用范围 1）纵墙对称布置的单跨厂房 2）轻型屋盖多跨等高厂房 各柱列可认为独自震动 2计算单元： 以跨度中线划界取各自独立的柱列分析cbaKKKcbaKKKcbaKKKcbaGGGcbaGGGcbaGGGcbaKKKcbaKKKcbaKKK3、厂房柱列的纵向刚度（柔度） （总侧移刚度为柱、墙、柱间支撑的刚度之和）Ki=kc+ kb +kw（1）、 柱 k=1/cc=H3/3EcIc 屋盖、吊车梁等纵向构件对柱侧向刚度的影响系数，无吊车梁时，取1.1，有时1.5（2）、纵向

13、砖墙刚度的计算方法同第五章（3）、柱间支撑 按桁架计算，仅考虑支撑的轴向变形，不考虑柱和梁的轴向变形。柔度刚度11F1Fa. 柔性柱间支撑 在地震作用下，压杆将丧失稳定而退出工作，仅仅有斜向拉杆拉杆参加工作。b. 半刚性柱间支撑 拉压杆拉压杆的刚度都考虑，压杆按临界状态刚度计算。)1()1(L1213211312AlAlEEAlNNikiLlN115111LlN224211(4)、 柱列刚度 Ki=kc+ kb +kwa. 仅柱顶作用水平力时1 1111swbcwwbbccKnnnnnn刚度柱根数、支撑、墙片数 4等效重力荷载代表值 1）计算柱列自振周期自振周期时，按动能动能等效原则，将各构件

14、重力换算到柱顶。 2）计算柱列地震作用地震作用时，按内力内力等效原则，将各构件重力换算到柱顶。 35.025.025.05.05.05.05.00.1纵墙山墙柱吊车桥吊车梁积灰雪屋盖GGGGGGGGGi 7.05.05.075.075.05.05.00.1纵墙山墙柱吊车桥吊车梁积灰雪屋盖GGGGGGGGGi 5柱列自振周期的计算iiTiKGT2-根据厂房空间分析确定的周期修正系数见P349,表7-5 Kii柱列的总刚度（KN/m），包括排架柱，柱间支撑，围护墙等。T 6柱列地震作用的计算 7各构件地震作用的分配按刚度比例iiGF1iiwwssbbssccFKrKFFKKFFKKF iiwwii

15、ibbiiicciFKKFFKKFFKKF wkkbkckik8、柱间支撑效应及抗震验算a、 斜杆内力 对于半刚性柱间支撑： -压杆非弹性工作阶段的卸载系数，长细比为60，100，200时，可分别为0.7，0.6，0.5。柱间净距 L令)()1()1(21115122242ccbbccbccSSFFslNFslNcb、杆件截面强度 只验算拉杆c、节点予埋件锚筋抗震验算8.0 REtREfNA抗拉强度 （二）修正刚度法 1适用范围 1）柱顶标高=15m 2）跨度=1） 2）按规范经验公式确定(与房屋高度跨度有关) 4柱列地震作用的计算 总底部剪力 各柱列地震剪力的分配刚度比EKaiaiiFkkF

16、43iaikkwkkbkckik (三) 拟能量法 1适用范围 两跨不等高纵向抗震计算 2计算单元： 以跨度中线划分的各柱列 3等效重力荷载代表值 计算自震周期和地震作用标准值时，均按内力等效内力等效原则，将各构件重力换算到柱顶，但在确定周期时，对其结果进行修正。 4侧向刚度: i柱列总刚矩阵为柱、墙、柱间支撑的刚度矩阵之和 5自振周期的计算 6地震作用的计算 7各构件地震作用的分配第四节 抗震构造措施 屋盖支撑布置 一、有檩屋盖构件的连接及支撑布置屋盖构件要可靠拉接（屋架与檩条、檩条与檩条、檩条与屋板） 支撑系统的布置严于非抗震设计 二、无檩屋盖构件的连接及支撑布置 屋面板要与屋架可靠焊接

17、支撑系统的布置严于非抗震设计 三、屋盖支撑 1适当设置水平压杆 2跨中竖向支撑的间距 3上下弦水平系杆与跨中竖向支撑应在同一轴线上，配合设置 4屋盖支撑杆件宜用型钢 四、突出屋面的钢筋混凝土天窗架 两侧墙板与天窗立柱宜用螺栓螺栓连接 五、混凝土屋架的截面和配筋 屋架的形式 杆件的截面和最小配筋 六、厂房柱的箍筋 1加密区的设置 柱头、上柱、牛腿、柱根等剪力较大或不利的地方加密 2加密区的箍筋间距 七、山墙抗风柱的配筋 箍筋加密 八、大柱网厂房柱的截面和配筋构造 1截面：类正方形，边长=1/181/16 2轴压比轴压比按设防烈度 3纵筋对称布置，间距=10mm 十、厂房构件的连接结点 1. 柱顶与屋架连接 8度时宜用螺栓连接， 9度时宜用钢板铰连接 ;钢板铰宜于耗能，在苏联近期地震中经受了考验。2.柱顶预埋件3.抗风柱顶与屋架连接:位于上弦横向支撑处. 4. 中柱牛腿预埋件: 5. 柱间支撑与柱连接点预埋件 6.其它可靠连接