浅析单层钢筋混凝土柱厂房抗震设计要点.pdf

广I 移碱携建设 近年来，国内外抗震设 防目 标的发展总趋势是要求建筑物在 使用期 间，对不 同频率和强度的 地震，应具有不同的抵抗能力，即 “ 小 震不坏，中震可修，大 震不 倒 ” 。房屋抗震结构设计时，在建 筑方案图 、结构初步设计阶段就 应及时引入抗震的 “ 概念设计 ” ， 依据 “ 概念设计 ” 的基 本思想，结 构 良好的抗震性能，首先取决于良 好的结构体系及合理的结构布置 。 单层 厂房结构是目前工业建 筑 中应用 比较广泛的 一 种结构形 式，由于其用途的不 同，在厂房的 跨度、跨数、柱距以及轨顶标高等 方面的变化都较大，结构复杂多 变，因此，单层厂房的震害反应比 李静 Lijing 摘要单层厂房结构是 目前工业建筑中应用比较广泛的 一 种结构形 式，其震害反应比较复杂，本文总结了单层钢筋混凝土柱厂房抗震 设计的 要点，以资借鉴。 关键词单层厂房；钢筋混凝土柱；抗震 设计 文章编号1672 7045(200 9)05 0085 03 中图分类号T U352 1 1 3t献标识码A A bstract：Si ngle - storeyw orkshopstr uctureiswi del yusedi npr esentindustrial bui ldingsItsreactionto eahquakeisverycomplex Seismicdesi gn essentials ofsingle - stor eyw orkshopare sum m arizedinthepaperandcanbe usedf or r ef erence Keyw ords：si ngle - stor eyworkshop；reinfor cedconcrete colum n；seismicdesign 较复杂 。总体而言，做好 以下几 方面设计，可使单层 厂房的结构 布置合理科学。 1符合 一 般规定的要求 11体型 单层厂房 的平面 、竖向布置 应注意体型简单、规则，各部分结 构刚度 、质量均匀对称，避免体型 曲折复杂、凹凸变化，尽可能选用 长方形平面体型 。 在厂房两端不 宜采用无端屋架 的山墙承重方 案。厂房 的同 一 结构单元内，不 应采用不 同的结构型式，不应采 用横墙和排架混合承重 。柱列的 侧移刚度宜均匀，厂房的围护墙 沿纵 向宜均匀对称布置 。砌体隔 墙与柱宜脱开或采用柔性连接， 并应采取措施保证墙体稳定，隔 墙顶部应设置现浇钢筋混凝土压 顶梁。 12屋盖 选用轻屋盖可减小地震作 用 。 一 般情况下，可采用预应力 钢筋混凝土屋架或屋面梁 。 跨度 大于24m，或8度III 、IV类场地和 9度时可采用钢屋架；柱距为12m 时，可采用预应力混凝土托架。 13天窗 突出屋面 的 门形天窗架，地 震 时位移反应较大，为了保证 天 窗和整个厂房的安全，必须减轻 天窗屋盖 的重量及地震反应，在 广 城辐建设 、 天窗的选 卜 最好采用钢天窗架 3 构造措施 3 2 有檩屋盖构件的连接与支 和轻型屋面板材。有条件的地区 撑布置 尽量推广横 向天窗 、 井式天窗和 3 1 无檩屋盖构 件的连接与支 檩条应与屋架焊牢， 并有足 采光罩。 撑布置 够的支撑长度； 双脊檩应在跨度 1 4 围护墙体 大型屋面板应与屋架焊牢， 1 3 处相护拉结； 槽瓦、 瓦楞铁、 石 相关震害资料显示， 厂房 的 靠柱列的屋面板与屋架的连接焊 棉瓦等应与檩条拉结。有檩屋盖 外围砖墙在 地震后普遍开裂外 缝长度不宜小于 8 0 ra m 。6 度和 7 的支撑布置宜符合表2 。 闪， 有的连同圈梁大面积倒塌， 而 度时， 有天窗厂房单元的端开间， 3 3 屋架 大型墙板厂房则震害较轻， 或震 或8 度和9 度时各开间， 宜将垂直 屋架上弦第一节间和梯形屋 后基本完好 。因此， 有条件 的情 屋架方向两侧相邻的大型屋面板 架端竖杆的配筋， 6 度和 7 度时不 况下， 围护墙应优先选用大型墙 的顶面彼此焊牢。8 度和 9 度时， 宜少于 4 中1 2 ， 8 度和 9 度时不宜 板或其他轻质板材。 大型屋面板端头底面的预埋件宜 少于 4 l 4 。梯形屋架的端竖杆 采用角钢并与主筋焊牢。屋架端 截面宽度宜与上弦宽度相同。屋 2 计算重点 部顶面预埋件的锚筋， 8 度时不宜 架上弦端部支撑屋面板的小立柱 少于4 01 0 ， 9 度时不宜少于4 01 2 。 的截面不宜小于 2 0 0 ra m2 0 0 m m ， 柱是主要承重构件， 即使个 屋盖支撑是保证屋盖结构整 高度不宜大于 5 0 0 m m ， 主筋宜采用 别柱失效， 也可能导致结构全面 体刚度 的重要条件， 虽然其 刚度 门形， 6 度和7 度时不宜少于 4 中 倒塌； 同时， 柱为偏压构件， 其截 与大型屋面板相 比， 所 占比重很 1 2 ， 8 度和 9 度时不宜少于 4 1 4 ， 面变形能力远不如以弯曲作用为 小， 但是当屋面板与屋架的焊接 箍筋可采用中6 ， 间距宜为 l O O m m 。 主的梁。设计柱时， 要提高其延 连接不能满足抗震强度而发生破 钢筋混凝土组合屋架的上弦宜为 性， 使其在进入弹塑性工作阶段 坏时， 屋盖支撑将是提供屋盖刚 矩形截面， 下弦应采用型钢。 后仍能具有足够的变形能力和承 度保证的第二道防线。屋盖支撑 3 4 柱 载力。 布置宜符合表 1 的要求。 为了增加钢筋混凝土柱的延 表 1 无檩屋 盖的支撑布 置 烈度 支撑名称 6 、 7 度 8 度 9 度 屋架跨度小于 1 8 m 时同非抗 厂房单元端开间及柱间支撑开间各设一道， 天窗开洞范围的两端 上弦横 向支撑 震设计， 跨度不小于 1 8 m 时在 各增设局部支撑一道 厂房单元端开间各设一道 沿屋架跨度 不大于 1 5 m 设一道， 但 沿屋 架跨 度不 大于 1 2 m设一 装配整体式屋面可不设； 围护墙在 道， 但装配整体式屋面可不设； 上弦通长水平系杆 屋架上 弦高度有现浇圈梁时， 其端 围护墙在屋架上弦高度有现浇 屋架 部处可不另设 圈梁时， 其端部处可不另设 支撑 下弦横向支撑 同非抗震设计 跨中竖向支撑 同非抗震设计 同上弦横向支撑 两端 屋架端部高 厂房单元端开间各设一 道 厂房单元端开间及每隔4 8 m 各 竖向 度小于 9 0 0 r n m 设一道 屋架端部高 厂房单元端开间及柱 间支撑开问 厂房单元端开间 、 柱 问支撑开 支撑 厂房单元端开间各设 一 道 度大于 9 0 0 ra m 各设一道 间及每隔3 0 r a 各设一道 天窗 天窗两侧竖向支撑 厂房单元天窗端开间及每隔 厂房单元天窗端开间及每隔2 4 m 厂房单元天窗端开间及每隔 架支 3 O m 各设一道 各设一道 1 8 m 各设一道 天窗跨度大于 9 m 时， 厂房单元天窗 厂房单元天窗端开间及柱间支 撑 上弦横向支撑 同非抗震设计 端开间和柱间支撑开间各设一道 撑开间各设一道 诫携建设 、 表 2 有檩屋 盖支撑 布置 烈度 支撑名称 6 、 7 度 8 度 9 度 厂房单元端开间及厂房单元长度大于 厂房单元端开间及厂房 单元 上弦横向支撑 厂房单元端开间各设一道 6 6 m 的柱间支撑开间各设一道； 天窗开 长度大于4 2 m 的柱间支撑开间 洞范围的两端各增设局部支撑一道 各设一道； 天窗开洞范围的两 屋架 支撑 下弦横向支撑 同非抗震设计 端 各增设局 部上 弦横 向支撑 跨 中竖向支撑 一道 端部竖向支撑 屋架端部高大于9 O O m m 时， 厂房单元端开间及柱间支撑开间各设一道 天窗架 上弦横向支撑 厂房单元天窗端开间各设一道 厂房 单元 天窗 端开 问及 每 隔 厂房单元天窗端开间及每 隔3 0 m 各设 厂房单元 天窗端开 间及每 隔 支撑 两侧竖向支撑 一道 1 8 m 各设一道 3 6 m 各设一道 性， 应对柱采取适当的构造措施， 水平压杆。柱间支撑与柱连接的 厂房竖向按上密西稀的原则， 每 一 般在下列范围内柱的箍筋应加 节点焊缝及柱 内锚件应与支撑杆 隔4 m 左右， 在窗顶标高增设现浇 密： ( 1 ) 柱头取柱顶以下 5 0 0 ra m并 件等强， 以避免节点过早破坏。 圈梁一道； 当采用钢筋混凝土大 不小于柱截面长边尺寸； ( 2 ) 上柱 3 6 连接节点 型墙板时， 墙板与厂房柱或屋架 取阶形柱 自牛腿面至吊车梁面以8 度时， 屋架与柱的连接宜采 间宜采用柔性连接， 6 7 度区可 上3 0 0 m m 高度范围内； ( 3 ) 牛腿或 用螺栓， 9 度时宜采用钢板铰或螺 采用型钢互焊的刚性连接。 肩梁取全高； ( 4 ) 柱根取下柱柱底 栓， 屋架下必须垫支承垫板， 厚度 至室内地坪以上5 0 0 m m ； ( 5 ) 柱间 不宜小于1 6 m m ， 柱顶预埋件与柱 4 结语 支撑与柱连接节点和柱变位受平 头应加强锚固， 锚筋宜采用4 中1 4 台、 嵌砌内隔墙等约束的部位， 取 ( 8 度) 和4 中1 6 ( 9 度) 。对有柱间 总之， 在工程设计一开始时， 上下各 3 0 0 m m 。 支撑 的柱 子， 柱 顶 预埋件 还 应增 就应把握好能量输入 、 房屋体形 、 3 5 柱间支撑 设抗地震剪力的抗剪钢板。 结构体系、 刚度分布、 构件延性等 柱间支撑是保证厂房纵向刚 3 7 围护墙体 几个主要方面， 从根本上消除建 度和抵抗地震作用的重要抗侧力 为了避免地震时砖围护墙的 筑 中的抗震薄弱环节， 再辅以必 构件 。一般情况下， 应在厂房单 外闪和倒塌， 增加墙体平面外的 要的计算， 使房屋建筑具有 良好 元中部设置上下柱间支撑 ； 对于 稳定， 砖 围护墙应沿全高与柱子 的抗震性能和足够的抗震可靠度。 有吊车或处在 8 度和 9 度区的厂 牢固拉结， 转角处应沿两个主轴 房， 还应在厂房单元两端增设上 方向与柱拉结， 柱顶以上的墙体 参考文献 柱支撑。为了使强烈地震时支撑 与屋架端部拉结， 围护墙顶部与 1 】 G B 5 0 0 1 7 -2 0 0 3 ，钢 结 构 传递的水平地震作用不致在柱内 屋面板、 天沟板拉结。当采用预 设计规范 s 引起过大的弯矩和剪力， 下柱支 制墙梁时， 要求每层墙顶面必须 f 2 G B 5 0 0 1 0 -2 0 0 2 ，混 凝 土 撑的下节点应设置在靠近基础顶 与其上面的墙梁底面， 用连接钢 结构设计规范 s 面处， 并使力的作用线汇交于基 筋或钢板互相拉结。 3 】 张耀春 。钢结 构设计原 能 础顶面。柱间支撑的杆件应采用 闭合圈梁能增加厂房的整体 理 M 高等教 育 出版社 ， 2 0 0 4 型钢， 支撑形式宜采用交叉式， 其 性， 减轻 砖墙震害， 其设置要求 斜杆与水平面的交角不宜大于 为： 圈梁沿平面必须闭 合； 在屋架倔 螺 l 石 昂 55 ，对柱间支撑的长细比应有 端头上弦处、 柱顶标高处， 各设一 李静 ，现 任 职 于梧 州 市建 所控制。8 度时厂房跨度不小于 道； 当屋架端头高度不大于 9 0 0 m m 嚣； 瞎 1 8 m 的多跨厂房的中柱和9 度时多 时， 可仅在柱顶或屋架端头上弦 收稿 日期： 2 0 0 9 0 3 1 9 跨厂房的各柱， 柱顶宜设置通长 标高各设一道； 8 度、 9 度区， 应沿