學(xué)習(xí)情境二單層鋼筋混凝土廠房抗震驗(yàn)算

課程教案模塊模塊二實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目項(xiàng)目項(xiàng)目四單層鋼筋混凝土廠房抗震設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)情境學(xué)習(xí)情境二單層鋼筋混凝土廠房抗震驗(yàn)算教學(xué)時(shí)數(shù)0.5教學(xué)方法與手段教學(xué)方法：講授、工程實(shí)例教學(xué)手段：板書(shū)、多媒體、圖片庫(kù)、視頻庫(kù)目的要求了解抗震計(jì)算一般原則；熟悉廠房橫向和縱向抗震驗(yàn)算。教學(xué)內(nèi)容抗震計(jì)算一般原則二、廠房橫向抗震驗(yàn)算（一）計(jì)算簡(jiǎn)圖和等效重力荷載代表值的計(jì)算（二）自振周期的計(jì)算（三）廠房排架地震作用的計(jì)算（四）考慮空間工作和扭轉(zhuǎn)影響的內(nèi)力調(diào)整（五）高低跨交接處上柱地震作用效應(yīng)的調(diào)整（六）吊車(chē)橋架引起的作用效應(yīng)增大系數(shù)（七）排架內(nèi)力組合和構(gòu)件輕度驗(yàn)算三、廠房縱向抗震驗(yàn)算（一）縱向柱列的剛度（二）柱列等效集中重力荷載代表值（三）廠房縱向自振周期計(jì)算（四）廠房縱向水平地震作用的計(jì)算（五）天窗架的縱向抗震計(jì)算重點(diǎn)難點(diǎn)思考題重點(diǎn)：廠房橫向抗震驗(yàn)算難點(diǎn)：等效重力荷載代表值的計(jì)算。思考題：?jiǎn)螌愉摻罨炷林鶑S房橫向抗震計(jì)算有哪些基本假定？怎樣進(jìn)行橫向抗震計(jì)算？參考文獻(xiàn)劉明.建筑結(jié)構(gòu)抗震.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社豐定國(guó)，王社良.抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).武漢：武漢工業(yè)大學(xué)出版社，2001建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50011—2010).北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2010教案附頁(yè)一、抗震計(jì)算的一般原則7度I、II類場(chǎng)地，柱高不超過(guò)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），當(dāng)按抗震規(guī)范的規(guī)定采取抗震構(gòu)造措施時(shí)，可不進(jìn)行橫向及縱向的截面抗震驗(yàn)算。廠房抗震計(jì)算時(shí)，應(yīng)根據(jù)屋蓋高差和吊車(chē)設(shè)置情況，分別采用單質(zhì)點(diǎn)、雙質(zhì)點(diǎn)或多質(zhì)點(diǎn)模型計(jì)算地震作用。有吊車(chē)的廠房，當(dāng)按平面框（排）架進(jìn)行抗震計(jì)算時(shí)，對(duì)設(shè)置一層吊車(chē)的廠房，在每跨可取兩臺(tái)吊車(chē)，多跨時(shí)不多于四臺(tái)。當(dāng)按空間框架進(jìn)行抗震計(jì)算時(shí)，吊車(chē)取實(shí)際臺(tái)數(shù)。輕質(zhì)墻板或與柱柔性連接的預(yù)制鋼筋混凝土墻板，應(yīng)計(jì)入墻體的全部自重，但不應(yīng)計(jì)入剛度。與柱貼砌且與柱拉結(jié)的砌體圍護(hù)墻，應(yīng)計(jì)入全部自重，在平行于墻體方向計(jì)算時(shí)可計(jì)入等效剛度，其等效剛度系數(shù)可根據(jù)柱列側(cè)移的大小取0.2～0.6（詳見(jiàn)后）。一般單層廠房需要進(jìn)行水平地震作用下的橫向和縱向抗側(cè)力構(gòu)件的抗震強(qiáng)度驗(yàn)算。沿廠房橫向的主要抗側(cè)力構(gòu)件是由柱、屋架（屋面梁）組成的排架和剛性橫墻；沿廠房縱向的主要抗側(cè)力構(gòu)件是由柱、柱間支撐、吊車(chē)梁、連系梁組成的柱列和剛性縱墻。在8度和9度地震區(qū)，對(duì)跨度大于24m的屋架，尚需考慮豎向地震作用。8度III、IV類場(chǎng)地和9度時(shí)，對(duì)高大的單層鋼筋混凝土柱廠房的橫向排架應(yīng)進(jìn)行彈塑性變形驗(yàn)算。按規(guī)范規(guī)定采取構(gòu)造措施的單層磚柱廠房，當(dāng)符合下列條件時(shí)，可不進(jìn)行橫向或縱向截面抗震驗(yàn)算：（1）7度I、II類場(chǎng)地，柱頂標(biāo)高不超過(guò)4.5m，且結(jié)構(gòu)單元兩端均有山墻的單跨及等高多跨磚柱廠房，可不進(jìn)行橫向和縱向抗震驗(yàn)算。（2）7度I、II類場(chǎng)地，柱頂標(biāo)高不超過(guò)6.6m，兩側(cè)設(shè)有厚度不小于240mm且開(kāi)洞截面面積不超過(guò)50%的外縱墻、結(jié)構(gòu)單元兩端均有山墻的單跨廠房，可不進(jìn)行縱向抗震驗(yàn)算。二、橫向抗震驗(yàn)算1、計(jì)算簡(jiǎn)圖單層廠房是空間結(jié)構(gòu)。一般地，廠房的橫向抗震計(jì)算應(yīng)考慮屋蓋平面內(nèi)的變形，按圖7-REFfig橫向多質(zhì)點(diǎn)模型\h7所示的多質(zhì)點(diǎn)空間結(jié)構(gòu)計(jì)算。按平面排架計(jì)算時(shí)，應(yīng)把計(jì)算結(jié)果乘以調(diào)整系數(shù)，以考慮空間工作和扭轉(zhuǎn)的影響。以下主要講按平面排架計(jì)算的方法。圖7-SEQfig7橫向計(jì)算時(shí)的多質(zhì)點(diǎn)空間結(jié)構(gòu)模型等高排架可簡(jiǎn)化為單自由度體系，如圖7-REFfig等高廠房計(jì)算簡(jiǎn)圖\h8所示。不等高排架，可按不同高度處屋蓋的數(shù)量和屋蓋之間的連接方式，簡(jiǎn)化成多自由度體系。例如，當(dāng)屋蓋位于兩個(gè)不同高度處時(shí)，可簡(jiǎn)化為二自由度體系，如圖7-REFfig不等高二質(zhì)點(diǎn)廠房計(jì)算簡(jiǎn)圖\h9所示。圖7-REFfig不等高三質(zhì)點(diǎn)廠房計(jì)算簡(jiǎn)圖\h10示出了在三個(gè)高度處有屋蓋時(shí)的計(jì)算簡(jiǎn)圖。應(yīng)注意的是，在圖7-REFfig不等高三質(zhì)點(diǎn)廠房計(jì)算簡(jiǎn)圖\h10中，當(dāng)H1＝H2時(shí)，仍為三質(zhì)點(diǎn)體系。圖7-SEQfig8等高排架的計(jì)算簡(jiǎn)圖圖7-SEQfig9不等高排架的計(jì)算簡(jiǎn)圖（二質(zhì)點(diǎn)體系）圖7-SEQfig10不等高排架的計(jì)算簡(jiǎn)圖（三質(zhì)點(diǎn)體系）（1）計(jì)算自振周期時(shí)的質(zhì)量集中根據(jù)前述質(zhì)量集中的原理，在計(jì)算自振周期時(shí)，各集中質(zhì)量的重量可計(jì)算如下。1）等高廠房圖7-REFfig等高廠房計(jì)算簡(jiǎn)圖\h8中等高廠房的G的計(jì)算式為：G=1.0G屋蓋+0.5G吊車(chē)梁+0.25G柱+0.25G縱墻 （7－SEQformula1）2）不等高廠房圖7-REFfig不等高二質(zhì)點(diǎn)廠房計(jì)算簡(jiǎn)圖\h9中不等高廠房的G1的計(jì)算式為：G1=1.0G低跨屋蓋+0.5G低跨吊車(chē)梁+0.25G低跨邊柱+0.25G低跨縱墻+1.0G高跨吊車(chē)梁（中柱）+0.25G中柱下柱+0.5G中柱上柱+0.5G高跨封墻 （7－SEQformula2）圖7-REFfig不等高二質(zhì)點(diǎn)廠房計(jì)算簡(jiǎn)圖\h9中不等高廠房的G2的計(jì)算式為：G2=1.0G高跨屋蓋+0.5G高跨吊車(chē)梁（邊跨）+0.25G高跨邊柱+0.25G高跨外縱墻+0.5G中柱上柱+0.5G高跨封墻 （7－SEQformula3）上面各式中，G屋蓋等均為重力荷載代表值（屋蓋的重力荷載代表值包括作用于屋蓋處的活荷載和檐墻的重力荷載代表值）。上面還假定高低跨交接柱上柱的各一半分別集中于低跨和高跨屋蓋處。高低跨交接柱的高跨吊車(chē)梁的質(zhì)量可集中到低跨屋蓋，也可集中到高跨屋蓋，應(yīng)以就近集中為原則。當(dāng)集中到低跨屋蓋時(shí)，如前所述，質(zhì)量集中系數(shù)為1.0；當(dāng)集中到高跨屋蓋時(shí)，質(zhì)量集中系數(shù)為0.5。吊車(chē)橋架對(duì)排架的自振周期影響很小。因此，在計(jì)算自振周期時(shí)可不考慮其對(duì)質(zhì)點(diǎn)質(zhì)量的貢獻(xiàn)。這樣做一般是偏于安全的。（2）計(jì)算地震作用時(shí)的質(zhì)量集中在計(jì)算地震作用時(shí)，各集中質(zhì)量的重量可計(jì)算如下。1）等高廠房圖7-REFfig等高廠房計(jì)算簡(jiǎn)圖\h8中等高廠房的G的計(jì)算式為：G=1.0G屋蓋+0.75G吊車(chē)梁+0.5G柱+0.5G縱墻 （7－SEQformula4）2）不等高廠房圖7-REFfig不等高二質(zhì)點(diǎn)廠房計(jì)算簡(jiǎn)圖\h9中不等高廠房的G1的計(jì)算式為：G1=1.0G低跨屋蓋+0.75G低跨吊車(chē)梁+0.5G低跨邊柱+0.5G低跨縱墻+1.0G高跨吊車(chē)梁（中柱）+0.5G中柱下柱+0.5G中柱上柱+0.5G高跨封墻 （7－SEQformula5）圖7-REFfig不等高二質(zhì)點(diǎn)廠房計(jì)算簡(jiǎn)圖\h9中不等高廠房的G2的計(jì)算式為：G2=1.0G高跨屋蓋+0.75G高跨吊車(chē)梁（邊跨）+0.5G高跨邊柱+0.5G高跨外縱墻+0.5G中柱上柱+0.5G高跨封墻 （7－SEQformula6）圖7－SEQfig11吊車(chē)橋架處理為質(zhì)點(diǎn)確定廠房的地震作用時(shí)，對(duì)設(shè)有橋式吊車(chē)的廠房，除將廠房重力荷載按前述彎矩等效原則集中于屋蓋標(biāo)高處外，還應(yīng)考慮吊車(chē)橋架的重力荷載；如系硬鉤吊車(chē)，尚應(yīng)考慮最大吊重的30%。一般是把某跨吊車(chē)橋架的重力荷載集中于該跨任一柱吊車(chē)梁的頂面標(biāo)高處。如兩跨不等高廠房均設(shè)有吊車(chē)，則在確定廠房地震作用時(shí)可按四個(gè)集中質(zhì)點(diǎn)考慮（圖7－REFfig吊車(chē)橋架處理為質(zhì)點(diǎn)\h11）。應(yīng)注意的是這種模型僅在計(jì)算地震作用時(shí)才能采用，在計(jì)算結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性（如周期等）時(shí)，是不能采用這種模型的；這是因?yàn)榈踯?chē)橋架是局部質(zhì)量，此局部質(zhì)量不能有效地對(duì)整體結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性產(chǎn)生可觀的影響。2、自振周期的計(jì)算計(jì)算簡(jiǎn)圖確定后，就可用前面講過(guò)的方法計(jì)算基本自振周期。對(duì)單自由度體系，自振周期T的計(jì)算公式為 （7－SEQformula7）其中m為質(zhì)量，k為剛度。對(duì)多自由度體系，可用能量法計(jì)算基本自振周期T1，公式為： （7－SEQformula8）其中，mi和Gi分別為第i質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量和重量，ui為在全部Gi(i=1,...,n)沿水平方向的作用下第i質(zhì)點(diǎn)的側(cè)移，n為自由度數(shù)?？拐鹨?guī)范規(guī)定，按平面排架計(jì)算廠房的橫向地震作用時(shí)，排架的基本自振周期應(yīng)考慮縱墻及屋架與柱連接的固結(jié)作用。因此，按上述公式算出的自振周期還應(yīng)進(jìn)行如下調(diào)整：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(shí)取周期計(jì)算值的80%，無(wú)縱墻時(shí)取90%。（磚柱廠房的相應(yīng)調(diào)整方法見(jiàn)后。）3、排架地震作用的計(jì)算（1）底部剪力法排架的地震作用可用前面講過(guò)的方法計(jì)算。用底部剪力法計(jì)算地震作用時(shí)，總地震作用的標(biāo)準(zhǔn)值為： (7-SEQformula9)其中，1為相應(yīng)于基本周期T1的地震影響系數(shù)；Geq為等效重力荷載代表值，單質(zhì)點(diǎn)體系取全部重力荷載代表值，多質(zhì)點(diǎn)體系取全部重力荷載代表值的85%。當(dāng)為二質(zhì)點(diǎn)體系時(shí)，由于較為接近單質(zhì)點(diǎn)體系，Geq也可取全部重力荷載代表值的95%。質(zhì)點(diǎn)i的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值為 (7-SEQformula10)其中，Gi和Hi分別為第i質(zhì)點(diǎn)的重力荷載代表值和至柱底的距離，n為體系的自由度數(shù)目。求出各質(zhì)點(diǎn)的水平地震作用后，就可用結(jié)構(gòu)力學(xué)方法求出相應(yīng)的排架內(nèi)力。底部剪力法的缺點(diǎn)是很難反映高振型的影響。（2）振型分解法對(duì)較為復(fù)雜的廠房，例如高低跨高度相差較大的廠房，采用底部剪力法計(jì)算時(shí)，由于不能反映高振型的影響，誤差較大。高低跨相交處柱牛腿的水平拉力主要由高振型引起，此拉力的計(jì)算是底部剪力法無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。在這些情況下，就需要采用振型分解法。采用振型分解法的計(jì)算簡(jiǎn)圖與底部剪力法相同，每個(gè)質(zhì)點(diǎn)有一個(gè)水平自由度。用前面介紹過(guò)的振型分解法的標(biāo)準(zhǔn)過(guò)程，就可求出各振型各質(zhì)點(diǎn)處的水平地震作用，從而求出各振型的地震內(nèi)力?？偟牡卣饍?nèi)力則為各振型地震內(nèi)力的按平方和開(kāi)方的組合。對(duì)二質(zhì)點(diǎn)的高低跨排架，用柔度法計(jì)算較方便，相應(yīng)的振型分解法的計(jì)算步驟如下：1）計(jì)算平面排架各振型的自振周期、振型幅值和振型參與系數(shù)記二質(zhì)點(diǎn)的水平位移坐標(biāo)分別為x1和x2，其質(zhì)量分別為m1和m2，第一、二振型的圓頻率分別為1、2，則有 （7－SEQformula11）取1<2，則第一、二自振周期分別為 （7－SEQformula12）記第i振型第j質(zhì)點(diǎn)的幅值為(i,j=1,2)，則有 （7－SEQformula13）二振型參與系數(shù) （7－SEQformula14）2）計(jì)算各振型的地震作用和地震內(nèi)力記第i振型第j質(zhì)點(diǎn)的地震作用為，則有，i,j=1,2 （7－SEQformula15）即 （7－SEQformula16）然后按結(jié)構(gòu)力學(xué)方法求出各振型的地震內(nèi)力。3）計(jì)算最終的地震內(nèi)力設(shè)某一內(nèi)力S在第一振型的地震作用下的值為S1，在第二振型的地震作用下的值為S2，則該地震內(nèi)力的最終值S最終為 （7－SEQformula17）4、考慮空間工作和扭轉(zhuǎn)影響的內(nèi)力調(diào)整顯然，上述計(jì)算僅考慮了單個(gè)平面排架。當(dāng)廠房的布置引起明顯的空間作用或扭轉(zhuǎn)影響時(shí)，應(yīng)對(duì)前面求出的內(nèi)力進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。規(guī)范規(guī)定，對(duì)于鋼筋混凝土屋蓋的單層鋼筋混凝土柱廠房，按上述方法確定基本自振周期且按平面排架計(jì)算的排架柱的地震剪力和彎矩，當(dāng)符合下列要求時(shí)，可考慮空間工作和扭轉(zhuǎn)影響：(1)7度和8度；(2)廠房單元屋蓋長(zhǎng)度與總跨度之比小于8或廠房總跨度大于12m(其中屋蓋長(zhǎng)度指山墻到山墻的間距，僅一端有山墻時(shí)，應(yīng)取所考慮排架至山墻的距離；高低跨相差較大的不等高廠房，總跨度可不包括低跨)；(3)山墻的厚度不小于240mm，開(kāi)洞所占的水平截面積不超過(guò)總面積的50%，并與屋蓋系統(tǒng)有良好的連接；(4)柱頂高度不大于15m。當(dāng)符合上述要求時(shí)，為考慮空間作用和扭轉(zhuǎn)影響，排架柱的彎矩和剪力應(yīng)分別乘以相應(yīng)的調(diào)整系數(shù)(高低跨交接處的上柱除外)，調(diào)整系數(shù)的值可按表7-REFtable地震內(nèi)力空間作用調(diào)整系數(shù)\h6采用。表7-SEQtable6鋼筋混凝土柱(除高低跨交接處上柱外)考慮空間作用和扭轉(zhuǎn)影響的效應(yīng)調(diào)整系數(shù)屋蓋山墻屋蓋長(zhǎng)度(m)303642485460667278849096鋼筋混凝土無(wú)檁屋蓋兩端山墻等高廠房0.750.750.750.80.80.80.850.850.850.9不等高廠房0.850.850.850.90.90.90.950.950.951.0一端山墻1.051.151.21.251.31.31.31.31.351.351.351.35鋼筋混凝土無(wú)檁屋蓋兩端山墻等高廠房0.80.850.90.950.951.01.01.051.051.1不等高廠房0.850.90.951.01.01.051.051.11.11.15一端山墻1.01.051.11.11.151.151.151.21.21.21.251.25圖7－SEQfig12不等高排架的第二振型5、高低跨交接處上柱地震作用效應(yīng)的調(diào)整當(dāng)排架按第二主振型振動(dòng)時(shí)，高跨橫梁和低跨橫梁的運(yùn)動(dòng)方向相反，使高低跨交接處上柱的兩端之間產(chǎn)生了較大的相對(duì)位移（圖7－REFfig不等高排架的第二振型\h12）。由于上柱的長(zhǎng)度一般較短，側(cè)移剛度較大，故此處產(chǎn)生的地震內(nèi)力也較大。按底部剪力法計(jì)算時(shí)，由于主要反映了第一主振型的情況，算得的高低跨交接處上柱的地震內(nèi)力偏小較多。因此，抗震規(guī)范規(guī)定，高低跨交接處的鋼筋混凝土柱的支承低跨屋蓋牛腿以上各截面，按底部剪力法求得的地震彎矩和剪力應(yīng)乘以增大系數(shù)，其值可按下式采用： (7-SEQformula18)其中，為不等高廠房高低跨交接處的空間工作影響系數(shù)，可按表7-REFtable高低交接上柱空間影響系數(shù)\h7采用；nb為高跨的跨數(shù)；n0為計(jì)算跨數(shù)，僅一側(cè)有低跨時(shí)應(yīng)取總跨數(shù)，兩側(cè)均有低跨時(shí)應(yīng)取總跨數(shù)與高跨跨數(shù)之和；GEL為集中于交接處一側(cè)各低跨屋蓋標(biāo)高處的總重力荷載代表值；GEh為集中于高跨柱頂標(biāo)高處的總重力荷載代表值。表7-SEQtable7高低跨交接處鋼筋混凝土上柱空間工作影響系數(shù)屋蓋山墻屋蓋長(zhǎng)度(m)3642485460667278849096鋼筋混凝土無(wú)檁屋蓋兩端山墻0.70.760.820.880.941.01.061.061.061.06一端山墻1.25鋼筋混凝土有檁屋蓋兩端山墻0.91.01.051.11.11.151.151.151.21.2一端山墻1.056、吊車(chē)橋架引起的地震作用效應(yīng)增大系數(shù)吊車(chē)橋架是一個(gè)較大的移動(dòng)質(zhì)量，在地震時(shí)往往引起廠房的強(qiáng)烈局部振動(dòng)。因此，應(yīng)考慮吊車(chē)橋架自重引起的地震作用效應(yīng)，并乘以效應(yīng)增大系數(shù)。按底部剪力法等簡(jiǎn)化方法計(jì)算時(shí)，計(jì)算步驟如下：計(jì)算一臺(tái)吊車(chē)對(duì)一根柱子產(chǎn)生的最大重力荷載Gc。（2）計(jì)算該吊車(chē)重力荷載對(duì)一根柱子產(chǎn)生的水平地震作用。此時(shí)有兩種計(jì)算方法。1）當(dāng)橋架不作為一個(gè)質(zhì)點(diǎn)時(shí)，該水平地震作用可近似按下式計(jì)算： （7－SEQformula19）其中，F(xiàn)c為吊車(chē)橋架引起的并作用于一根柱吊車(chē)梁頂面處的水平地震作用；1為相應(yīng)于排架基本周期T1的地震影響系數(shù)；hc為吊車(chē)梁頂面高度；Hc為吊車(chē)梁所在柱的高度。2）當(dāng)橋架作為一個(gè)質(zhì)點(diǎn)時(shí)，該處的水平地震作用可直接由底部剪力法求出。按結(jié)構(gòu)力學(xué)求地震作用效應(yīng)（內(nèi)力）。將地震作用效應(yīng)乘以表7-REFtable吊車(chē)橋架引起的效應(yīng)增大系數(shù)\h8所示的增大系數(shù)。表7-SEQtable8吊車(chē)橋架引起的地震剪力和彎矩增大系數(shù)屋蓋類型山墻邊柱高低跨柱其他中柱鋼筋混凝土無(wú)檁屋蓋兩端山墻2.02.53.0一端山墻1.52.02.5鋼筋混凝土有檁屋蓋兩端山墻1.52.02.5一端山墻1.52.02.07、排架內(nèi)力組合和構(gòu)件強(qiáng)度驗(yàn)算（1）內(nèi)力組合在抗震設(shè)計(jì)中，地震作用效應(yīng)組合是指與地震作用同時(shí)存在的其他重力荷載代表值引起的荷載效應(yīng)的不利組合。在單層廠房排架的地震作用效應(yīng)組合中，一般不考慮風(fēng)荷載效應(yīng)，不考慮吊車(chē)橫向水平制動(dòng)力引起的內(nèi)力，也不考慮豎向地震作用。從而可得單層廠房的地震作用效應(yīng)組合的表達(dá)式為：S=GCGGE+EhCEhEhk (7-SEQformula20)其中，G和Eh分別為重力荷載代表值和水平地震作用的分項(xiàng)系數(shù)，CG和CEh分別為重力荷載代表值和水平地震作用的效應(yīng)系數(shù)，GE和Ehk分別為重力荷載代表值和水平地震作用。當(dāng)重力荷載效應(yīng)對(duì)構(gòu)件的承載能力有利時(shí)(例如，柱為大偏心受壓時(shí)，軸力N可提高構(gòu)件的承載力)，其分項(xiàng)系數(shù)G應(yīng)取1.0。這種地震荷載效應(yīng)組合再與其他規(guī)定的荷載效應(yīng)組合一起進(jìn)行最不利組合。顯然，當(dāng)?shù)卣鹱饔眯?yīng)組合引起的內(nèi)力小于非抗震荷載組合時(shí)的內(nèi)力時(shí)，后者應(yīng)控制設(shè)計(jì)。（2）柱的截面抗震驗(yàn)算排架柱一般按偏心受壓構(gòu)件驗(yàn)算其截面承載力。驗(yàn)算的一般表達(dá)式為 (7-SEQformula21)其中，S為截面的作用效應(yīng)；R為相應(yīng)的承載力設(shè)計(jì)值；RE為承載力抗震調(diào)整系數(shù)，可按表3-16取用。兩個(gè)主軸方向柱距均不小于12m、無(wú)橋式吊車(chē)且無(wú)柱間支撐的大柱網(wǎng)廠房，柱截面驗(yàn)算時(shí)應(yīng)同時(shí)考慮兩個(gè)主軸方向的水平地震作用，并應(yīng)考慮位移引起的附加彎矩。8度和9度時(shí)，高大山墻的抗風(fēng)柱應(yīng)進(jìn)行平面外的截面抗震驗(yàn)算。柱的截面抗震驗(yàn)算可按前述框架柱的方法進(jìn)行，且應(yīng)符合第REF_Ref527637859\r\h7.3節(jié)的構(gòu)造要求。（3）支承低跨屋蓋牛腿的水平受拉鋼筋抗震驗(yàn)算為防止高低跨交接處支承低跨屋蓋的牛腿在地震中豎向拉裂(如圖7-REFfig支承低跨屋蓋的柱牛腿\h13所示)，應(yīng)按下式確定牛腿的水平受拉鋼筋截面面積As： (7-SEQformula22)圖7－SEQfig13支承低跨屋蓋的柱牛腿其中，NG為柱牛腿面上重力荷載代表值產(chǎn)生的壓力設(shè)計(jì)值；a為牛腿面上重力作用點(diǎn)至下柱近側(cè)邊緣的距離，當(dāng)小于0.3h0時(shí)采用0.3h0；h0為牛腿根部截面(最大豎向截面)的有效高度；NE為柱牛腿面上地震組合的水平拉力設(shè)計(jì)值；RE為承載力抗震調(diào)整系數(shù)，其值可采用1.0。（4）其他部位的抗震驗(yàn)算當(dāng)抗風(fēng)柱與屋架下弦相連接時(shí)，連接點(diǎn)應(yīng)設(shè)在下弦橫向支撐的節(jié)點(diǎn)處，并且應(yīng)對(duì)下弦橫向支撐桿件的截面和連接節(jié)點(diǎn)進(jìn)行抗震承載力驗(yàn)算。當(dāng)工作平臺(tái)和剛性內(nèi)隔墻與廠房主體結(jié)構(gòu)連接時(shí)，應(yīng)采用與廠房實(shí)際受力相適應(yīng)的計(jì)算簡(jiǎn)圖，以考慮工作平臺(tái)和剛性內(nèi)隔墻對(duì)廠房的附加地震作用影響。8、突出屋面的天窗架的橫向抗震計(jì)算實(shí)際震害表明，突出屋面的鋼筋混凝土天窗架，其橫向的損壞并不明顯。計(jì)算分析表明，常用的鋼筋混凝土帶斜撐桿的三鉸拱式天窗架的橫向剛度很大，其位移與屋蓋基本相同，故可把天窗架和屋蓋作為一個(gè)質(zhì)點(diǎn)（其重力為G屋蓋，其中包括天窗架質(zhì)點(diǎn)的重量G天窗）按底部剪力法計(jì)算。設(shè)算得的作用在G屋蓋上的地震作用為F屋蓋，則天窗架所受的地震作用F天窗為 (7-SEQformula23)然而，當(dāng)9度時(shí)或天窗架跨度大于9m時(shí)，天窗架部分的慣性力將有所增大。這時(shí)若仍把天窗架和屋蓋作為一個(gè)質(zhì)點(diǎn)按底部剪力法計(jì)算，則天窗架的橫向地震作用效應(yīng)宜乘以增大系數(shù)1.5，以考慮高振型的影響。對(duì)鋼天窗架的橫向抗震計(jì)算也可采用底部剪力法。對(duì)其他情況下的天窗架，可采用振型分解反應(yīng)譜法計(jì)算其橫向水平地震作用。單層磚柱廠房的橫向抗震計(jì)算磚柱廠房可按平面排架計(jì)算。在計(jì)算結(jié)構(gòu)的剛度時(shí)所用的方法，除柱應(yīng)采用砌體的彈性模量之外，其他與前述方法基本相同。質(zhì)量集中的方法也與前述相同。剛度和質(zhì)量算出后，即可計(jì)算結(jié)構(gòu)的基本自振周期，通常按單自由度體系計(jì)算即可。對(duì)計(jì)算出的基本自振周期，也需考慮縱墻及屋架與柱連接的固結(jié)作用加以調(diào)整，但采用的調(diào)整系數(shù)與前述不同。規(guī)范規(guī)定，按理論公式算出的磚柱廠房的自振周期還應(yīng)進(jìn)行如下調(diào)整：（1）由鋼筋混凝土屋架或鋼屋架與磚柱組成的排架，取周期計(jì)算值的90%。（2）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(jì)算值。排架集中質(zhì)點(diǎn)處（柱頂）的水平地震作用FEK可按下式計(jì)算FEK＝1 （7－SEQformula24）其中各符號(hào)的意義與前述相同。當(dāng)符合下列要求時(shí)，可考慮空間工作，對(duì)按平面排架計(jì)算的排架柱的地震剪力和彎矩加以調(diào)整：（1）采用鋼筋混凝土屋蓋或密鋪望板的瓦木屋蓋；（2）基本自振周期是按上述方法確定；（3）7度或8度；（4）兩端均有承重山墻；（5）山墻或承重（抗震）橫墻的厚度不小于240mm，開(kāi)洞所占的水平截面積不超過(guò)總面積的50%，并與屋蓋系統(tǒng)有良好的連接；（6）山墻或承重（抗震）橫墻的長(zhǎng)度不宜小于其高度；（7）單元屋蓋長(zhǎng)度（山墻到山墻或承重（抗震）橫墻的間距）與總跨度之比小于8或廠房總跨度大于12m。調(diào)整的方法是對(duì)排架柱的剪力和彎矩分別乘以表7－REFtable磚柱考慮空間作用效應(yīng)調(diào)整系數(shù)\h9所列的調(diào)整系數(shù)。表7－SEQtable9磚柱考慮空間作用的效應(yīng)調(diào)整系數(shù)屋蓋類型山墻或承重（抗震）橫墻間距（m）1218243036424854606672鋼筋混凝土無(wú)檁屋蓋0.600.650.700.750.800.850.850.900.950.951.00鋼筋混凝土有檁屋蓋或密鋪望板瓦木屋蓋0.650.700.750.800.900.950.951.001.051.051.10偏心受壓磚柱的抗震驗(yàn)算，應(yīng)符合下列要求：（1）無(wú)筋磚柱由地震作用標(biāo)準(zhǔn)值和重力荷載代表值所產(chǎn)生的總偏心距，不宜超過(guò)0.9倍截面形心到軸向力所在方向截面邊緣的距離；承載力抗震調(diào)整系數(shù)可采用0.9。（2）組合磚柱的配筋應(yīng)按計(jì)算確定，承載力抗震調(diào)整系數(shù)可采用0.85。三、縱向抗震驗(yàn)算前面已經(jīng)提及，單層廠房受縱向地震力作用時(shí)的震害是較嚴(yán)重的。因此，必須對(duì)單層廠房的縱向進(jìn)行抗震計(jì)算?？v向抗震計(jì)算的目的在于：確定廠房縱向的動(dòng)力特性和地震作用，驗(yàn)算廠房縱向抗側(cè)力構(gòu)件如柱間支撐、天窗架縱向支撐等在縱向水平地震力作用下的承載能力。抗震規(guī)范規(guī)定，鋼筋混凝土無(wú)檁和有檁屋蓋及有較完整支撐系統(tǒng)的輕型屋蓋廠房，其縱向抗震驗(yàn)算可采用下列方法：（1）一般情況下，宜考慮屋蓋的縱向彈性變形、圍護(hù)墻與隔墻的有效剛度以及扭轉(zhuǎn)的影響，按多質(zhì)點(diǎn)進(jìn)行空間結(jié)構(gòu)分析；（2）柱頂標(biāo)高不大于15m且平均跨度不大于30m的單跨或等高多跨的鋼筋混凝土柱廠房，宜采用修正剛度法計(jì)算。（3）縱向質(zhì)量和剛度基本對(duì)稱的鋼筋混凝土屋蓋等高廠房，可不考慮扭轉(zhuǎn)的影響，采用振型分解反應(yīng)譜法計(jì)算。規(guī)范還規(guī)定，縱墻對(duì)稱布置的單跨廠房和輕型屋蓋的多跨廠房，可按柱列分片獨(dú)立計(jì)算。規(guī)范規(guī)定，對(duì)于鋼柱廠房，當(dāng)采用輕質(zhì)墻板或與柱柔性連接的大型墻板時(shí)，其縱向可按單質(zhì)點(diǎn)計(jì)算。此時(shí)，各柱列的地震作用應(yīng)按以下原則分配：（1）采用鋼筋混凝土無(wú)檁屋蓋時(shí)，可按柱列剛度比例分配；（2）采用輕型屋蓋時(shí)，可按柱列承受的重力荷載代表值的比例分配；（3）采用鋼筋混凝土有檁屋蓋時(shí)，可取上述兩種分配結(jié)果的平均值。1、空間分析法空間分析法適用于任何類型的廠房。屋蓋模型化為有限剛度的水平剪切梁，各質(zhì)量均堆聚成質(zhì)點(diǎn)，堆聚的程度視結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度以及需要計(jì)算的內(nèi)容而定。一般需用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)值計(jì)算。同一柱列的柱頂縱向水平位移相同，且僅關(guān)心縱向水平位移時(shí)，則可對(duì)每一縱向柱列只取一個(gè)自由度，把廠房連續(xù)分布的質(zhì)量分別按周期等效原則（計(jì)算自振周期時(shí)）和內(nèi)力等效原則（計(jì)算地震作用時(shí)）集中至各柱列柱頂處，并考慮柱、柱間支撐、縱墻等抗側(cè)力構(gòu)件的縱向剛度和屋蓋的彈性變形，形成“并聯(lián)多質(zhì)點(diǎn)體系”的簡(jiǎn)化的空間結(jié)構(gòu)計(jì)算模型，如圖7－REFfig簡(jiǎn)化的空間結(jié)構(gòu)計(jì)算模型\h14所示。圖7－SEQfig14簡(jiǎn)化的空間結(jié)構(gòu)計(jì)算模型一般的空間結(jié)構(gòu)模型，其結(jié)構(gòu)特性由質(zhì)量矩陣[M]、代表各自由度處位移的位移向量{X}和相應(yīng)的剛度矩陣[K]完全表示?？捎们懊嬷v過(guò)的振型分解法求解其地震作用。下面對(duì)圖7－REFfig簡(jiǎn)化的空間結(jié)構(gòu)計(jì)算模型\h14所示的簡(jiǎn)化的空間結(jié)構(gòu)計(jì)算模型，給出其用振型分解法求解的步驟。（1）柱列的側(cè)移剛度和屋蓋的剪切剛度由圖7-REFfig簡(jiǎn)化的空間結(jié)構(gòu)計(jì)算模型\h14的計(jì)算簡(jiǎn)圖，可得柱列的側(cè)移剛度為Ki=Kcij+Kbij+kKwij (7-SEQformula25)其中，Ki為第i柱列的柱頂縱向側(cè)移剛度；Kcij為第i柱列第j柱的縱向側(cè)移剛度；Kbij為第i柱列第j片柱間支撐的側(cè)移剛度；Kwij為第i柱列第j柱間縱墻的縱向側(cè)移剛度；m、n、q分別為第i柱列中柱、柱間支撐、柱間縱墻的數(shù)目。 式7-REFformula柱列的側(cè)移剛度\h25中的k為貼砌磚墻的剛度降低系數(shù)，對(duì)地震烈度為7度、8度、和9度，k的值可分別取0.6、0.4和0.2。 1）柱的側(cè)移剛度 等截面柱的側(cè)移剛度Kc為 (7-SEQformula26)其中，Ec為柱混凝土的彈性模量；Ic為柱在所考慮方向的截面慣性矩；H為柱的高度；為屋蓋、吊車(chē)梁等縱向構(gòu)件對(duì)柱側(cè)移剛度的影響系數(shù)，無(wú)吊車(chē)梁時(shí)，＝1.1，有吊車(chē)梁時(shí)，＝1.5。 變截面柱側(cè)移剛度的計(jì)算公式參見(jiàn)有關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)，但需注意考慮的影響。 2）縱墻的側(cè)移剛度 對(duì)于砌體墻，若彈性模量為E，厚度為t，墻的高度為H，墻的寬度為B，并取＝H/B，同時(shí)考慮彎曲和剪切變形，則對(duì)其頂部作用水平力的情況，相應(yīng)的剛度為 (7-SEQformula27)根據(jù)此公式，可對(duì)如圖7－REFfig開(kāi)洞磚墻的剛度計(jì)算\h15所示的受兩個(gè)水平力作用的開(kāi)洞磚墻計(jì)算其剛度矩陣。在這種情況下，洞口把磚墻分為側(cè)移剛度不同的若干層。在計(jì)算各層墻體的側(cè)移剛度時(shí)，對(duì)無(wú)窗洞的層可只考慮剪切變形（也可同時(shí)考慮彎曲變形）。只考慮剪切變形時(shí)，式7－REFeq實(shí)心縱墻側(cè)移剛度\h27變?yōu)椋? (7-SEQformula28)對(duì)有窗洞的層，各窗間墻的側(cè)移剛度可按式7－REFeq實(shí)心縱墻側(cè)移剛度\h27計(jì)算，即第i層第j段窗間墻的側(cè)移剛度為 (7-SEQformula29)其中，tij和ij分別為相應(yīng)墻的厚度和高寬比。 第i層墻的剛度為，該層在單位水平力作用下的相對(duì)側(cè)移為。因此，墻體在單位水平力作用下的側(cè)移等于有關(guān)各層磚墻的側(cè)移之和。從而可得（以圖7－REFfig開(kāi)洞磚墻的剛度計(jì)算\h15為例）： (7-SEQformula30) (7-SEQformula31)對(duì)此柔度矩陣求逆，即可得相應(yīng)的剛度矩陣。圖7－SEQfig15開(kāi)洞磚墻的剛度計(jì)算 3）柱間支撐的側(cè)移剛度 柱間支撐桁架系統(tǒng)是由型鋼斜桿和鋼筋混凝土柱和吊車(chē)梁等組成，是超靜定結(jié)構(gòu)。為了簡(jiǎn)化計(jì)算，通常假定各桿相交處均為鉸接，從而得到靜定鉸接桁架的計(jì)算簡(jiǎn)圖。同時(shí)略去截面應(yīng)力較小的豎桿和水平桿的變形，只考慮型鋼斜桿的軸向變形。在同一高度的兩根交叉斜桿一根受拉，另一根受壓；受壓斜桿與受拉斜桿的應(yīng)力比值因斜桿的長(zhǎng)細(xì)比不同而不同。當(dāng)斜桿的長(zhǎng)細(xì)比＞200時(shí)，壓桿將較早地受壓失穩(wěn)而退出工作，所以此時(shí)可僅考慮拉桿的作用。當(dāng)＜200時(shí)，壓桿與拉桿的應(yīng)力比值將是的函數(shù)；顯然，越小，壓桿參加工作的程度就越大。 因此，在計(jì)算上可認(rèn)為：＞150時(shí)為柔性支撐，此時(shí)不計(jì)壓桿的作用；40150時(shí)為半剛性支撐，此時(shí)可以認(rèn)為壓桿的作用是使拉桿的面積增大為原來(lái)的（1＋）倍，并且除此之外不再計(jì)處壓桿的其他影響，其中為壓桿的穩(wěn)定系數(shù)；＜40時(shí)為剛性支撐，此時(shí)壓桿與拉桿的應(yīng)力相同。據(jù)此，考慮柱間支撐有n層（圖7－REFfig柱間支撐的柔度\h16示出了三層的情況），設(shè)柱間支撐所在柱間的凈距為L(zhǎng)，從上面數(shù)起第i層的斜桿長(zhǎng)度為L(zhǎng)i，斜桿面積為Ai，斜桿的彈性模量為E，斜壓桿的穩(wěn)定系數(shù)為i，則可得出如下的柱間支撐系統(tǒng)的柔度和剛度的計(jì)算公式。 ①柔性支撐的柔度和剛度（＞150） 如圖7－REFfig柱間支撐的柔度\h16所示，此時(shí)斜壓桿不起作用。相應(yīng)于力F1和F2作用處的坐標(biāo)（F1和F2分別作用在頂層和第二層的頂面），第i層拉桿的力為Pil＝Li/L，從而可得支撐系統(tǒng)的柔度矩陣的各元素為： (7-SEQformula32) (7-SEQformula33)相應(yīng)的剛度矩陣可由此柔度矩陣求逆而得。圖7－SEQfig16柱間支撐的柔度和剛度 ②半剛性支撐（40150） 此時(shí)斜拉桿等效面積為（1＋i）Ai倍，除此之外，表觀上不再計(jì)算斜壓桿的影響。在頂部單位水平力作用下，顯然有 (7-SEQformula34) (7-SEQformula35) ③剛性支撐（＜40） 此時(shí)有＝1。故一個(gè)柱間支撐系統(tǒng)的柔度矩陣的元素為： (7-SEQformula36) (7-SEQformula37) 4）屋蓋的縱向水平剪切剛度 屋蓋的縱向水平剪切剛度為 (7-SEQformula38)其中，ki為第i跨屋蓋的縱向水平剪切剛度；ki0為單位面積（1m2）屋蓋沿廠房縱向的水平等效剪切剛度基本值，當(dāng)無(wú)可靠數(shù)據(jù)時(shí)，對(duì)鋼筋混凝土無(wú)檁屋蓋可取2104kN/m，對(duì)鋼筋混凝土有檁屋蓋可取6103kN/m；Li為廠房第i跨部分的縱向長(zhǎng)度或防震縫區(qū)段長(zhǎng)度；li為第i跨屋蓋的跨度。（2）結(jié)構(gòu)的自振周期和振型 結(jié)構(gòu)按某一振型振動(dòng)時(shí)，其振動(dòng)方程為 (7-SEQformula39)或?qū)懗上铝行问剑? (7-SEQformula40)其中，{X}={X1，X2，...，Xn}為質(zhì)點(diǎn)縱向相對(duì)位移幅值列向量，n為質(zhì)點(diǎn)數(shù)；[m]=diag[m1,m2,...,mn]為質(zhì)量矩陣；為自由振動(dòng)圓頻率；=1/2為矩陣[K]-1[m]的特征值；[K]為剛度矩陣。 剛度矩陣[K]可表示為 (7-SEQformula41) (7-SEQformula42) (7-SEQformula43)在上幾式中，Ki為第i柱列(與第i質(zhì)點(diǎn)相應(yīng)的)所有柱的縱向側(cè)移剛度之和；為由柱列側(cè)移剛度Ki組成的剛度矩陣；[k]為由屋蓋縱向水平剪切剛度ki組成的剛度矩陣。 求解式7-REFeq特征方程\h40即可得自振周期向量{T}和振型矩陣[X]:{T}=2{} (7-SEQformula44) (7-SEQformula45)（3）各階振型的質(zhì)點(diǎn)水平地震作用 各階振型的質(zhì)點(diǎn)水平地震作用可用一個(gè)矩陣[F]表示：[F]=g[m][X][][] (7-SEQformula46)其中，g為重力加速度；[]=diag[1,2,...,s]，i為相應(yīng)于自振周期Ti的地震影響系數(shù)，s為需要組合的振型數(shù)；[]=diag[1,2,...,s]，j為各振型的振型參與系數(shù)： (7-SEQformula47) 在式7-REFeq各階振型的質(zhì)點(diǎn)水平地震作用\h46中，[X]的表達(dá)式為 (7-SEQformula48)所以，[F]的第i個(gè)列向量為第i振型各質(zhì)點(diǎn)的水平地震作用，i=1,2,...,s。（4）各階振型的質(zhì)點(diǎn)側(cè)移 各階振型的質(zhì)點(diǎn)側(cè)移顯然可表示為[]=[K]-1[F] (7-SEQformula49)[]的第i個(gè)列向量為第i振型各質(zhì)點(diǎn)的水平側(cè)移，i=1,2,...,s。（5）柱列脫離體上各階振型的柱頂?shù)卣鹆?各階振型的質(zhì)點(diǎn)側(cè)移求出后，由各構(gòu)件或各部分構(gòu)件的剛度，就可求出該構(gòu)件或該部分構(gòu)件所受的地震力。例如，各柱列中由柱所承受的地震力為 (7-SEQformula50)其中，的第i行第j列的元素為第j振型第i質(zhì)點(diǎn)柱列中所有柱承受的水平地震作用。（6）各柱列柱頂處的水平地震力 把所考慮的各振型的地震力進(jìn)行組合(用平方和開(kāi)方的方法)，即得最后所求的柱列柱頂處的縱向水平地震力。 對(duì)于常見(jiàn)的兩跨或三跨對(duì)稱廠房，可以利用結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性把自由度的數(shù)目減至為2(如圖7-REFfig利用對(duì)稱性\h17所示)，從而可用手算進(jìn)行縱向抗震分析。圖7－SEQfig17利用對(duì)稱性減少結(jié)構(gòu)的自由度數(shù)目 其他基于振型分解法的方法，與上述基本相似。2、修正剛度法此法是把廠房縱向視為一個(gè)單自由度體系，求出總地震作用后，再按各柱列的修正剛度，把總地震作用分配到各柱列。此法適用于單跨或等高多跨鋼筋混凝土無(wú)檁和有檁屋蓋廠房。（1）廠房縱向的基本自振周期 1）按單質(zhì)點(diǎn)系確定 把所有的重力荷載代表值按周期等效原則集中到柱頂?shù)媒Y(jié)構(gòu)的總質(zhì)量。把所有的縱向抗側(cè)力構(gòu)件的剛度加在一起得廠房縱向的總側(cè)向剛度。再考慮屋蓋的變形，引入修正系數(shù)T，得計(jì)算縱向基本自振周期T1的公式為： (7-SEQformula51)其中，i為柱列序號(hào)；Gi為第i柱列集中到柱頂標(biāo)高處的等效重力荷載代表值；Ki為第i柱列的側(cè)移剛度，可按式7－REFformula柱列的側(cè)移剛度\h25計(jì)算；T為廠房的自振周期修正系數(shù)，按表7-REFtable縱向周期修正系數(shù)\h10采用。 Gi的表達(dá)式為：Gi=1.0G屋蓋+0.25(G柱+G山墻)+0.35G縱墻+0.5(G吊車(chē)梁+G吊車(chē)橋) (7-SEQformula52)表7-SEQtable10鋼筋混凝土屋蓋廠房的縱向周期修正系數(shù)T屋蓋縱向圍護(hù)墻無(wú)檁屋蓋有檁屋蓋邊跨無(wú)天窗邊跨有天窗邊跨無(wú)天窗邊跨有天窗磚墻1.451.501.601.65無(wú)墻、石棉瓦、掛板1.01.01.01.0 2）按抗震規(guī)范方法確定 抗震規(guī)范規(guī)定，在計(jì)算單跨或等高多跨的鋼筋混凝土柱廠房縱向地震作用時(shí)，在柱頂標(biāo)高不大于15m且平均跨度不大于30m時(shí)，縱向基本周期T1可按下列公式確定。 i)磚圍護(hù)墻廠房，可按下式計(jì)算： (7-SEQformula53)其中，1為屋蓋類型系數(shù)，對(duì)大型屋面板鋼筋混凝土屋架可取1.0，對(duì)鋼屋架可取0.85；l為廠房跨度(單位為m)，多跨廠房可取各跨的平均值；H為基礎(chǔ)頂面到柱頂?shù)母叨?m)。 ii)敞開(kāi)、半敞開(kāi)或墻板與柱子柔性連接的廠房，可按式7-REFeq磚圍護(hù)墻廠房縱向周期\h53進(jìn)行計(jì)算并乘以下列圍護(hù)墻影響系數(shù)2： (7-SEQformula54)當(dāng)算出的2小于1.0時(shí)應(yīng)采用1.0。（2）柱列地震作用的計(jì)算 自振周期算出后，即可按底部剪力法求出總地震作用FEK：FEK＝1Geq (7-SEQformula55)然后，把FEK按各柱列的剛度分配給各柱列。這時(shí)，為考慮屋蓋變形的影響，需將側(cè)移較大的中柱列的剛度乘以大于1的調(diào)整系數(shù)，將側(cè)移較小的邊柱列的剛度乘以小于1的調(diào)整系數(shù)。這些調(diào)整系數(shù)是根據(jù)對(duì)多種屋蓋、跨度、跨數(shù)、有無(wú)磚墻等大量工況的對(duì)比計(jì)算結(jié)果確定的；并且在大致保持原結(jié)構(gòu)總剛度不變的前提下，對(duì)中柱列偏于安全地加大了剛度調(diào)整系數(shù)，對(duì)邊柱列則考慮到磚圍護(hù)墻的潛力較大，適當(dāng)減小了剛度調(diào)整系數(shù)。因此，對(duì)等高多跨鋼筋混凝土屋蓋的廠房，各縱向柱列的柱頂標(biāo)高處的地震作用標(biāo)準(zhǔn)值為： (7-SEQformula56)Kai=34Ki (7-SEQformula57)在上幾式中，F(xiàn)i為第i柱列柱頂標(biāo)高處的縱向地震作用標(biāo)準(zhǔn)值；1為相應(yīng)于廠房縱向基本自振周期的水平地震影響系數(shù)；Geq為廠房單元柱列總等效重力荷載代表值；Ki為第i柱列柱頂?shù)目倐?cè)移剛度（按式7－REFformula柱列的側(cè)移剛度\h25計(jì)算）；Kai為第i柱列柱頂?shù)恼{(diào)整側(cè)移剛度；3為柱列側(cè)移剛度的圍護(hù)墻影響系數(shù)（可按表7－REFtable柱列的側(cè)移剛度的圍護(hù)墻影響系數(shù)\h11采用，有縱向磚圍護(hù)墻的四跨或五跨廠房，由邊柱列數(shù)起的第三柱列可按表內(nèi)相應(yīng)數(shù)值的1.5倍采用）；4為柱列側(cè)移剛度的柱間支撐影響系數(shù)（縱向?yàn)榇u圍護(hù)墻時(shí)，邊柱列可采用1.0，中柱列可按表7－REFtable中柱列柱間支撐影響系數(shù)\h12采用）。 廠房單元柱列總等效重力荷載代表值Geq，應(yīng)包括屋蓋的重力荷載代表值、70%縱墻自重、50%橫墻與山墻自重及折算的柱自重（有吊車(chē)時(shí)采用10%柱自重，無(wú)吊車(chē)時(shí)采用50%柱自重）。用公式表示時(shí)，即為：對(duì)無(wú)吊車(chē)廠房Geq=1.0G屋蓋＋0.5G柱＋0.7G縱墻＋0.5（G山墻＋G橫墻） (7-SEQformula58)對(duì)有吊車(chē)廠房Geq=1.0G屋蓋＋0.1G柱＋0.7G縱墻＋0.5（G山墻＋G橫墻） (7-SEQformula59)表7－SEQtable11柱列側(cè)移剛度的圍護(hù)墻影響系數(shù)3圍護(hù)墻類別和烈度柱列和屋蓋類別邊柱列中柱列240磚墻370磚墻無(wú)檁屋蓋有檁屋蓋邊跨無(wú)天窗邊跨有天窗邊跨無(wú)天窗邊跨有天窗7度0.851.71.81.81.97度8度0.851.51.61.61.78度9度0.851.31.41.41.59度0.851.21.31.31.4無(wú)墻、石棉瓦或掛板0.901.11.11.21.2表7－SEQtable12縱向采用磚圍護(hù)墻的中柱列柱間支撐影響系數(shù)4廠房單元內(nèi)設(shè)置下柱支撐的柱間數(shù)中柱列下柱支撐斜桿的長(zhǎng)細(xì)比中柱列無(wú)支撐4041～8081～120121～150＞150一柱間0.90.951.01.11.251.4二柱間0.90.951.0 有吊車(chē)的等高多跨鋼筋混凝土屋蓋廠房，根據(jù)地震作用沿廠房高度呈倒三角分布的假定，柱列各吊車(chē)梁頂標(biāo)高處的縱向地震作用標(biāo)準(zhǔn)值，可按下式確定： (7-SEQformula60)其中，F(xiàn)ci為第i柱列吊車(chē)梁頂標(biāo)高處的縱向地震作用標(biāo)準(zhǔn)值；Gci為集中于第i柱列吊車(chē)梁頂標(biāo)高處的等效重力荷載代表值，其計(jì)算式為Gci=0.4G柱＋1.0（G吊車(chē)梁＋G吊車(chē)橋） (7-SEQformula61)Hci為第i柱列吊車(chē)梁頂高度；Hi為第i柱列柱頂高度。（3）構(gòu)件地震作用的計(jì)算 柱列的地震作用算出后，就可將此地震作用按剛度比例分配給柱列中的各個(gè)構(gòu)件。 1）作用在柱列柱頂高度處水平地震作用的分配 按式7－REFeq柱列柱頂高度處水平地震作用\h56算出的第i柱列柱頂高度處的水平地震作用Fi，可按剛度分配給該柱列中的各柱、支撐和磚墻。前面已算出柱列i的總剛度為Ki，則可得如下公式。 在第i柱列中，剛度為Kcij的柱j所受的地震力Fcij為 (7-SEQformula62)剛度為Kbij的第j柱間支撐所受的地震力Fbij為 (7-SEQformula63)剛度為Kwij的第j縱墻所受的地震力Fwij為 (7-SEQformula64)其中k為貼砌磚墻的剛度降低系數(shù)。 2）柱列吊車(chē)梁頂標(biāo)高處的縱向水平地震作用的分配 第i柱列作用于吊車(chē)梁頂標(biāo)高處的縱向水平地震作用Fci，因偏離磚墻較遠(yuǎn)，故不計(jì)磚墻的貢獻(xiàn)，并認(rèn)為主要由柱間支撐承擔(dān)。為簡(jiǎn)化計(jì)算，對(duì)中小型廠房，可近似取相應(yīng)的柱剛度之和等于0.1倍柱間支撐剛度之和。由此可得如下公式。 對(duì)于第i柱列，一根柱子所分擔(dān)的吊車(chē)梁頂標(biāo)高處的縱向水平地震作用Fci1為（n為柱子的根數(shù)，并且認(rèn)為各柱所分得的值相同）： (7-SEQformula65)剛度為Kbj的一片柱間支撐所分擔(dān)的吊車(chē)梁頂標(biāo)高處的縱向水平地震作用Fbi1為 (7-SEQformula66)其中Kbj為第i柱列所有柱間支撐的剛度之和。3、柱列法對(duì)縱墻對(duì)稱布置的單跨廠房和采用輕型屋蓋的多跨廠房，可用柱列法計(jì)算。此法以跨度中線劃界，取各柱列獨(dú)立進(jìn)行分析，使計(jì)算得到簡(jiǎn)化。第i柱列沿廠房縱向的基本自振周期為 (7-SEQformula67)其中，T為考慮廠房空間作用的周期修正系數(shù)，對(duì)單跨廠房，取T＝1.0，對(duì)多跨廠房按表7－REFtalbe柱列法自振周期修正系數(shù)\h13采用；Gi和Ki的定義與前述相同，即，Gi可按式7－REFeq縱向柱列計(jì)算周期時(shí)的集中質(zhì)量\h52計(jì)算，Ki可按式7－REFformula柱列的側(cè)移剛度\h25計(jì)算。表7－SEQtable13柱列法自振周期修正系數(shù)T圍護(hù)墻天窗或支撐邊柱列中柱列石棉瓦、掛板或無(wú)墻有支撐邊跨無(wú)天窗1.30.9邊跨有天窗1.40.9無(wú)柱間支撐1.150.85磚墻有支撐邊跨無(wú)天窗1.600.9邊跨有天窗1.650.9無(wú)柱間支撐20.85作用于第i柱列柱頂?shù)目v向水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值Fi，可按底部剪力法計(jì)算： (7-SEQformula68)其中，1為相應(yīng)于Ti1的地震影響系數(shù)；為按內(nèi)力等效原則而集中于第i柱列柱頂?shù)闹亓奢d代表值，其計(jì)算式為=1.0G屋蓋+0.5(G柱+G山墻)+0.7G縱墻+0.75(G吊車(chē)梁+G吊車(chē)橋) (7-SEQformula69)Fi算出后，即可按該柱列各抗側(cè)力構(gòu)件的剛度比例，把Fi分配到各構(gòu)件，相應(yīng)的計(jì)算方法參見(jiàn)第REF_Ref528350722\r\h(3)節(jié)。4、擬能量法 此法適用于不等高的鋼筋混凝土彈性屋蓋廠房。（1）基本自振周期的計(jì)算 可按能量法計(jì)算基本自振周期。以一個(gè)抗震縫區(qū)段作為計(jì)算單元。各個(gè)不同的柱頂高度處作為質(zhì)量的集中點(diǎn)，對(duì)有較大噸位的廠房，還應(yīng)在支承吊車(chē)梁頂面標(biāo)高處增設(shè)一個(gè)質(zhì)點(diǎn)。以各跨的中心線作為劃分質(zhì)量的分界線，墻柱等支承結(jié)構(gòu)的重量換算集中到各柱列的柱頂高度處。基本周期T1的計(jì)算公式為： (7-SEQformula70)其中，T為周期折減系數(shù)，可按前面的方法取值；Gai為第i質(zhì)點(diǎn)的等效重力荷載（N）；ui為在全部Gai的縱向水平作用下（i=1,...,n）質(zhì)點(diǎn)i的縱向水平位移（m）。 計(jì)算Gai時(shí)，應(yīng)按下列方法進(jìn)行調(diào)整。對(duì)于靠邊跨的第一中柱列柱頂高度處的質(zhì)點(diǎn)，應(yīng)取Ga1=iG1f (7-SEQformula71)其中，i為靠邊跨第一中柱列質(zhì)量調(diào)整系數(shù)，按表7－REFtable柱列質(zhì)點(diǎn)重量調(diào)整系數(shù)psi的值\h14取值；G1f為相應(yīng)的調(diào)整前的等效重力荷載。對(duì)于邊柱列柱頂高度處質(zhì)點(diǎn)，應(yīng)取Gai=G1+(1－i)G1f (7-SEQformula72)其中G1為該處調(diào)整前的等效重力荷載。表7－SEQtable14柱列質(zhì)點(diǎn)重量調(diào)整系數(shù)i的值240磚墻370磚墻鋼筋混凝土無(wú)檁屋蓋鋼筋混凝土有檁屋蓋邊跨無(wú)天窗邊跨有天窗邊跨無(wú)天窗邊跨有天窗7度0.550.600.650.707度8度0.650.700.750.808度9度0.700.750.800.859度0.750.800.850.90無(wú)墻、石棉瓦、瓦楞鐵或掛板0.900.901.001.00 各質(zhì)點(diǎn)的調(diào)整前的等效重力荷載，可按如下方法計(jì)算。集中于柱列柱頂高度處的質(zhì)點(diǎn)1)邊柱列無(wú)吊車(chē)或有較小噸位吊車(chē)時(shí)：G1=1.0G屋蓋+0.5G柱+0.5G橫墻+0.7G縱墻+0.75(G吊車(chē)梁+G吊車(chē)橋)有較大噸位吊車(chē)時(shí)：G1=1.0G屋蓋+0.1G柱+0.5G橫墻+0.7G縱墻2)中柱列(a)無(wú)吊車(chē)或有較小噸位吊車(chē)時(shí)：高跨柱頂處：Gai=1.0G屋蓋+0.5G柱+0.5G橫墻+0.7G縱墻+0.9(G吊車(chē)梁+G吊車(chē)橋)高跨 +0.7(G吊車(chē)梁+G吊車(chē)橋)低跨+0.5G懸墻高低跨交接處的低跨柱頂處：Gai=1.0G屋蓋+0.75(G吊車(chē)梁+G吊車(chē)橋)低跨+0.5G懸墻非高低跨交接處的低跨柱頂處：Gai=1.0G屋蓋+0.5G柱+0.5G橫墻+0.7G縱墻+0.75(G吊車(chē)梁+G吊車(chē)橋)低跨(b)有較大噸位吊車(chē)時(shí)：高跨柱頂處：Gai=1.0G屋蓋+0.1G柱+0.5G橫墻+0.7G縱墻+0.5G懸墻高低跨交接處的低跨柱頂處：Gai=1.0G屋蓋+0.5G懸墻非高低跨交接處的低跨柱頂處：Gai=1.0G屋蓋+0.1G柱+0.5G橫墻+0.7G縱墻(2)集中于吊車(chē)梁頂面處的質(zhì)點(diǎn)Gci=0.4G柱+1.0(G吊車(chē)梁+G吊車(chē)橋)（2）柱列地震作用1)作用于第i柱列(脫離體)柱頂標(biāo)高處的縱向水平地震作用①一般柱列：Fi=1Gai (7-SEQformula73)②高低跨交界處柱列：(a)高跨質(zhì)點(diǎn)處：(b)低跨質(zhì)點(diǎn)處：2)作用于吊車(chē)梁頂面標(biāo)高處的縱向水平地震作用當(dāng)有較大噸位吊車(chē)時(shí)，作用于吊車(chē)梁頂面標(biāo)高處的縱向水平地震作用可按式7-REFeq第i柱列吊車(chē)梁頂標(biāo)高處縱向地震作用\h60計(jì)算。 求出柱列的地震作用后，可按前述方法把柱列地震作用分配至各個(gè)構(gòu)件。（3）柱間支撐的抗震驗(yàn)算及設(shè)計(jì)柱間支撐的截面驗(yàn)算是單層廠房縱向抗震計(jì)算的主要目的。規(guī)范規(guī)定，斜桿長(zhǎng)細(xì)比不大于200的柱間支撐在單位側(cè)向力作用下的水平位移，可按下式確定： (7-SEQformula74)其中，u為單位側(cè)向力作用點(diǎn)的側(cè)向位移；i為第i節(jié)間斜桿的軸心受壓穩(wěn)定系數(shù)(按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》采用)；uti為在單位側(cè)向力作用下第i節(jié)間僅考慮拉桿受力的相對(duì)位移。 對(duì)于長(zhǎng)細(xì)比小于200的斜桿截面，可僅按抗拉要求驗(yàn)算，但應(yīng)考慮壓桿的卸載影響。驗(yàn)算公式為NbiAif/RE (7-SEQformula75) (7-SEQformula76)其中，Nbi為第i節(jié)間支撐斜桿抗拉驗(yàn)算時(shí)的軸向拉力設(shè)計(jì)值；li為第i節(jié)間斜桿的全長(zhǎng)；c為壓桿卸載系數(shù)(壓桿長(zhǎng)細(xì)比為60、100和200時(shí)，可分別采用0.7、0.6和0.5)；Vbi為第i節(jié)間支撐承受的地震剪力設(shè)計(jì)值；L為支撐所在柱間的凈距。圖7－SEQfig18支撐與柱的連接 無(wú)貼砌墻的縱向柱列，上柱支撐與同列下柱支撐宜等強(qiáng)設(shè)計(jì)。 柱間支撐端節(jié)點(diǎn)預(yù)埋板的錨件宜采用角鋼加端板(圖7-REFfig支撐與柱的連接\h18)。此時(shí)，其截面抗震承載力宜按下列公式驗(yàn)算： (7-SEQformula77) (7-SEQformula78) (7-SEQformula79)其中，N為預(yù)埋板的斜向拉力，可采用按全截面屈服強(qiáng)度計(jì)算的支撐斜桿軸向力的1.