2.1多層廠房抗震ppt課件

1、第七章 單層鋼筋砼柱廠房的抗震設(shè)計 第一節(jié) 震害分析 n一、橫向地震作用下廠房主體結(jié)構(gòu)的震害n (1)柱頭及其與屋架聯(lián)結(jié)的破壞 n (2)柱肩豎向拉裂n (3)上柱柱身變截面處開裂或折斷n (4)下柱震害 最常見的是水平裂縫，位于地坪以上窗臺以下一段，多發(fā)生于廠房的中柱，當(dāng)下柱的抗剪承載力不足時則產(chǎn)生斜裂縫，平腹桿雙肢柱表現(xiàn)為腹桿的環(huán)向拉裂。n (5)門形天窗架與屋架聯(lián)接節(jié)點的破壞n (6)圍護(hù)墻開裂外閃、局部或大面積倒塌 其中高懸墻、女兒墻受鞭端效應(yīng)的影響，破壞最為嚴(yán)重。震害分析n二、縱向地震作用下廠房主體結(jié)構(gòu)的震害n (1)屋面板錯動墜落n (2)門形天窗架傾倒，天窗架立柱在平面外折斷 n

2、 (3)屋架破壞 屋架端部支承大型屋面板的支墩被切斷；屋架端節(jié)間上弦剪斷。 n (4)支撐震害 地震時普遍發(fā)生桿件壓曲、部分節(jié)點板扭折、焊縫撕開、錨件拉脫、錨筋拉斷等現(xiàn)象，也有個別桿件被拉斷。 n (5)縱向地震作用下圍護(hù)結(jié)構(gòu)的震害有山墻、山尖外閃或局部塌落。n 大量震害調(diào)查及試驗研究表明，鋼筋混凝土單層廠房，經(jīng)過抗震設(shè)防之后，具有良好的抗震性能，是一種較好的抗震結(jié)構(gòu)。 第二節(jié) 抗震設(shè)計一般規(guī)定 n一、結(jié)構(gòu)布置n 多跨廠房宜等高和等長。n 廠房的貼建房屋，不宜布置在廠房角部和緊鄰防震縫處。n 廠房體型復(fù)雜或有貼建的房屋和構(gòu)筑物時，宜設(shè)防震縫；在廠房縱橫跨交接處、大柱網(wǎng)廠房或不設(shè)柱間支撐的廠房，

3、防震縫寬度可采用100150mm，其他情況可采用5090mm。n 兩個主廠房之間的過渡跨至少應(yīng)有一側(cè)采用防震縫。n 廠房內(nèi)上吊車的鐵梯不應(yīng)靠近防震縫設(shè)置；多跨廠房各跨上吊車的鐵梯不宜設(shè)置在同一橫向軸線附近。n 工作平臺宜與廠房主體結(jié)構(gòu)脫開。n 廠房的同一結(jié)構(gòu)單元內(nèi)，不應(yīng)采用不同的結(jié)構(gòu)型式；廠房端部應(yīng)設(shè)屋架，不應(yīng)采用山墻承重；廠房單元內(nèi)不應(yīng)采用橫墻和排架混合承重。n 廠房各柱列的側(cè)移剛度宜均勻。屋蓋結(jié)構(gòu)n二、屋蓋結(jié)構(gòu)n 廠房屋架的設(shè)置，應(yīng)符合下列要求：n 廠房宜采用鋼屋架或重心較低的預(yù)應(yīng)力混凝土、鋼筋混凝土屋架。n 跨度不大于15m時，可采用鋼筋混凝土屋面梁。n 跨度大于24m，或8度、類場地和

4、9 度時，應(yīng)優(yōu)先采用鋼屋架。n 柱距為12m時，可采用預(yù)應(yīng)力混凝土托架(梁)；當(dāng)采用鋼屋架時，亦可采用鋼托架(梁)。n 有突出屋面天窗架的屋蓋不宜采用預(yù)應(yīng)力混凝土或鋼筋混凝土空腹屋架。 天窗架的設(shè)置n三、天窗架n 廠房天窗架的設(shè)置，應(yīng)符合下列要求：n 天窗宜采用突出屋面較小的避風(fēng)型天窗，有條件或9度時宜采用下沉式天窗。n 突出屋面的天窗宜采用鋼天窗架；68度時，可采用矩形截面桿件的鋼筋混凝土天窗架。n 8度和9度時，天窗架宜從廠房單元端部第三柱間開始設(shè)置。n 天窗屋蓋、端壁板和側(cè)板，宜采用輕型板材。n 四、支撐布置 如下表所示 柱、圍護(hù)墻體的設(shè)置n 五、柱n 廠房柱的設(shè)置，應(yīng)符合下列要求：n

5、8度和9度時，宜采用矩形、工字形截面柱或斜腹桿雙肢柱，不宜采用薄壁工字形柱、腹板開孔工字形柱、預(yù)制腹板的工字形柱和管柱。n 柱底至室內(nèi)地坪以上500mm范圍內(nèi)和階形柱的上柱宜采用矩形截面。n 六、圍護(hù)墻體n 在有條件時，圍護(hù)墻宜優(yōu)先選用大型墻板或其他輕質(zhì)板材。n 當(dāng)廠房外側(cè)柱距為12m時應(yīng)采用輕質(zhì)墻板或鋼筋混凝土大型墻板。廠房高低跨處的封墻和廠房縱橫向交接處的懸墻宜采用輕質(zhì)墻板。當(dāng)高低跨處封墻采用砌體時，不應(yīng)直接砌在低跨屋蓋上。廠房砌體圍護(hù)墻宜采用外貼式。 第三節(jié) 單層廠房的橫向抗震計算 n 單層廠房的抗震計算，可以分別取橫向和縱向兩個方向進(jìn)行?？拐鹨?guī)范規(guī)定，對于設(shè)防烈度為7度，、類場地，柱高

6、不超過10m且結(jié)構(gòu)單元兩端均有山墻的單跨及等高多跨廠房(鋸齒形廠房除外)，可不進(jìn)行橫向及縱向的截面抗震驗算，但應(yīng)滿足規(guī)定的抗震構(gòu)造措施要求。n 廠房的橫向抗震計算，應(yīng)采用下列方法：n 混凝土無檁和有檁屋蓋廠房，一般情況下，宜計及屋蓋的橫向彈性變形，按多質(zhì)點空間結(jié)構(gòu)分析；當(dāng)符合一定條件時，可按平面排架計算，并按有關(guān)規(guī)定對排架柱的地震剪力和彎矩進(jìn)行調(diào)整。n 輕型屋蓋廠房，柱距相等時，可按平面排架計算。n 注：輕型屋蓋指屋面為壓型鋼板、瓦楞鐵、石棉瓦等有檁屋蓋。 確定自振周期時的計算簡圖和重力荷載集中n一、計算簡圖和重力荷載代表值的計算 1、確定自振周期時的計算簡圖和重力荷載集中 按單層廠房的質(zhì)量集

7、中系數(shù)進(jìn)行重力荷載集中；高低跨相交柱為中柱，其它均為邊柱；就近集中原則；當(dāng)高跨吊車梁集中到低跨屋蓋時，質(zhì)量集中系數(shù)為1.0；當(dāng)集中到高跨時，質(zhì)量集中系數(shù)為0.5； 1、確定自振周期時的計算簡圖和重力荷載集中 確定廠房的自振周期時，可根據(jù)廠房類型和質(zhì)量分布的不同，取重量集中在不同標(biāo)高處的、下端固定于基礎(chǔ)頂面的豎直彈性桿作為計算簡圖。 集中于第i屋蓋處的重力荷載代表值可按下式計算： Gi1.0G屋蓋0.5G雪0.5G積灰1.0G懸掛0.5G吊車梁 0.25G柱0.25G縱墻0.5G懸墻 0.5G懸墻-高低跨懸墻重假定上下各半，分別集中到高跨和低跨屋蓋處；n 根據(jù)實測資料分析和理論計算的比較可知，在

8、同一個廠房橫向計算單元內(nèi)，當(dāng)有吊車橋架時，橋架對橫向排架起撐桿作用，使結(jié)構(gòu)計算簡圖改變，橫向剛度增大，自振周期變短，而橋架的重量卻使自振周期增長。這兩者的綜合影響，使有吊車橋架的單元橫向周期等于或略小于無吊車橋架單元的自振周期。計算廠房的橫向自振周期，若考慮橋架的重量，則必須同時考慮其撐桿作用。若只計入吊車重量，會使計算周期增長而偏于不安全。故一般可不考慮吊車重量的影響。 確定自振周期時的計算簡圖和重力荷載集中n2、計算廠房地震作用時的計算簡圖和重力荷載集中n 對于設(shè)有橋式吊車的廠房，除了把廠房質(zhì)量集中于屋蓋標(biāo)高處外，還要考慮吊車重量對柱子的最不利影響，一般把某跨吊車的全部重量布置于該跨任一個

9、柱子的吊車梁頂面處。如兩跨不等高廠房，每跨皆設(shè)有橋式吊車，則確定地震作用時按對廠房的不利影響，低跨可取G3或(G3)；高跨可取G4或(G4)。 集中于i屋蓋處的重力荷載代表值可按下式計算：Gi1.0G屋蓋0.5G雪0.5G積灰 1.0G懸掛0.75G吊車梁 0.5G柱0.5G縱墻0.5G懸墻 確定自振周期時的計算簡圖和重力荷載集中橫向自振周期計算和調(diào)整n二、橫向自振周期計算和調(diào)整n 上述橫向自振周期的計算是按鉸接排架簡圖進(jìn)行的。實際上，屋架與柱的連接因加焊而或多或少存在某些剛接作用，廠房縱墻對增大排架橫向剛度也有明顯的影響。這些都表明，實際自振周期比計算值小。所以規(guī)定，按平面鉸接排架計算的橫向

10、自振周期，應(yīng)按下列規(guī)定加以調(diào)整：n (1)由鋼筋混凝土屋架或鋼屋架與鋼筋混凝土柱組成的排架，有縱墻時取周期計算值的80，無縱墻時取90；n (2)由鋼筋混凝土屋架或鋼屋架與磚柱組成的排架，取周期計算值的90；n (3)由木屋架、鋼木屋架或輕鋼屋架與磚柱組成的排架，取周期計算值。n 但應(yīng)注意，上述規(guī)定不適用于縱墻連有剛度較大的附屬建筑物的房屋。 排架地震作用的計算n三、排架地震作用的計算n 單層廠房可以采用底部剪力法計算地震作用，作用于排架的底部剪力即總水平地震標(biāo)準(zhǔn)值作用為： n FEk1G,eqn式中 1相應(yīng)于結(jié)構(gòu)基本自振周期的水平地震影響系數(shù)值；n Geq結(jié)構(gòu)等效總重力荷載，單質(zhì)點取GE，多

11、質(zhì)點取GE；n GE結(jié)構(gòu)的總重力荷載代表值；GEGin 當(dāng)為多質(zhì)點體系時，沿高度作用于質(zhì)點i的水平地震作用為： EkjjiiiFHGHGF天窗架的橫向水平地震作用n四、天窗架的橫向水平地震作用n 在橫向，由于天窗架的橫向剛度遠(yuǎn)比廠房排架的剛度大(天窗架橫向剛度比排架剛度約大558倍)，因而天窗架在橫向相對于排架來說，接近于剛性，在橫向水平地震作用下，可認(rèn)為基本上是隨排架平移，其自身變位甚小，第二振型影響極小。大量的分析研究表明，按底部剪力法計算時，地震作用按倒三角形分布，天窗架的地震作用要比按振型分解法計算結(jié)果大1527。 n 抗震規(guī)范規(guī)定，對突出屋面且?guī)в行备箺U的桁架式鋼筋混凝土天窗架，其橫

12、向地震作用按底部剪力法計算已足夠安全，只對跨度大于9m或烈度9度時，天窗架的橫向地震作用效應(yīng)才乘以效應(yīng)增大系數(shù)1.5，以考慮高振型的影響，其他情況下天窗架的橫向水平地震作用可采用振型分解反應(yīng)譜法計算。 排架內(nèi)力分析及組合n五、排架內(nèi)力分析及組合n 考慮空間作用及扭轉(zhuǎn)影響對柱地震作用效應(yīng)的調(diào)整。nA、鋼筋混凝土屋蓋的單層鋼筋混凝柱廠房，按平面排架計算的排架柱地震剪力和彎矩，當(dāng)符合下列要求時，可考慮空間工作和扭轉(zhuǎn)影響，并按有關(guān)規(guī)定進(jìn)行調(diào)整：n7度和8度；n廠房單元屋蓋長度與總跨度之比小于8或廠房總跨度大于12m；n山墻的厚度不小于240mm，開洞所占的水平截面積不超過總面積50%，并與屋蓋系統(tǒng)有良

13、好的連接；n柱頂高度不大于15m。n注:1.屋蓋長度指山墻到山墻的間距，僅一端有山墻時，應(yīng)取所考慮排架至山n 墻的距離；n 2.高低跨相差較大的不等高廠房，總跨度可不包括低跨。 n 排架柱的剪力和彎矩應(yīng)分別乘以相應(yīng)的調(diào)整系數(shù)，除高低跨度交接處上柱以外的鋼筋混凝土柱，其值可按下表采用： 排架內(nèi)力分析及組合n 不等高廠房高低跨交接處柱，在支承低跨屋蓋的牛腿面以上各截面，按底部剪力法求得的地震剪力和彎矩，應(yīng)乘以增大系數(shù)，即：n式中地震剪力和彎矩的增大系數(shù)；n 不等高廠房高低跨交接處的空間工作影響系數(shù)，可n 按下表采用；n nh高跨跨數(shù)；n n0計算跨數(shù)，僅一側(cè)有低跨時應(yīng)取總跨數(shù)，兩側(cè)均有低n 跨時應(yīng)

14、取總跨數(shù)與高跨跨數(shù)之和；n GEh集中于高跨柱頂標(biāo)高處的總重力荷載代表值；n GEL集中于交接處一側(cè)各低跨屋蓋標(biāo)高處的總重力荷載代n 表值。 EhEL0hGGnn711.排架內(nèi)力分析及組合排架內(nèi)力分析及組合nB、鋼筋混凝土屋蓋和密鋪望板瓦木屋蓋的單層磚柱廠房，按按平面排架計算的排架柱地震剪力和彎矩，當(dāng)符合下列要求時，可考慮空間工作，并按有關(guān)規(guī)定進(jìn)行調(diào)整:n 7度和8度；n 兩端均有承重山墻；n 山墻或承重(抗震)橫墻的厚度不小于240mm，開洞所占的水平截面積不超過總面積50%，并與屋蓋系統(tǒng)有良好的連接；n 山墻或承重(抗震)橫墻的長度不宜小于其高度；n 單元屋蓋長度與總跨度之比小于8或廠房總

15、跨度大于12m。n 注：屋蓋長度指山墻到山墻或承重(抗震)橫墻的間距。 排架內(nèi)力分析及組合n 考慮空間工作和扭轉(zhuǎn)影響時，兩端均有山墻的磚柱，排架柱的剪力和彎矩應(yīng)分別乘以相應(yīng)的調(diào)整系數(shù)，其值可按下表采用。 n 對有吊車的廠房，因為在單層廠房中，吊車橋架是一個較大的移動質(zhì)量，地震時它將引起廠房的強(qiáng)烈局部振動，從而使吊車橋架所在排架的地震作用效應(yīng)突出地增大，造成局部嚴(yán)重破壞，為了以上這種震害的發(fā)生，特將吊車橋架引起的地震作用效應(yīng)予以放大。鋼筋混凝土柱單層廠房的吊車梁頂標(biāo)高處的上柱截面，由吊車橋架引起的地震剪力和彎矩應(yīng)乘以增大系數(shù)，當(dāng)按底部剪力法等簡化計算方法計算時，其值可按下表采用。 排架內(nèi)力組合n排架內(nèi)力組合n 內(nèi)力組合是指地震作用引起的內(nèi)力(即作用效應(yīng)，考慮到地震作用是往復(fù)作用，故內(nèi)力符號可正可負(fù))和與其相應(yīng)的豎向荷載(即結(jié)構(gòu)自重、雪荷載和積灰荷載，有吊車時還應(yīng)考慮吊車的豎向荷載)引起的內(nèi)力，根據(jù)可能出現(xiàn)的最不利荷載組合情況，進(jìn)行組合。n 進(jìn)行單層廠房排架的地震作用效應(yīng)和與其相應(yīng)的其他荷載效應(yīng)組合時，一般可不考慮風(fēng)荷載效應(yīng)，不考慮吊車橫向水平制動力引起的內(nèi)力，也不考慮豎向地震作用，因而，其組合效應(yīng)的一般表達(dá)式可簡化為：n S=GCGGE+EhCEh